Cartographie Web

La cartographie web, ou cartographie en ligne, est le processus d'utilisation, de création et de diffusion de cartes sur le Web , généralement au moyen de systèmes d'information géographique (SIG) web. Une carte web, ou carte en ligne, est à la fois proposée et consultée ; la cartographie web est donc plus qu'une simple cartographie web : c'est un service interactif où les utilisateurs peuvent choisir les informations affichées sur la carte.

L’avènement de la cartographie web peut être considéré comme une nouvelle tendance majeure en cartographie. Jusqu’à récemment, la cartographie était réservée à quelques entreprises , instituts et agences cartographiques , nécessitant du matériel et des logiciels relativement coûteux et complexes ainsi que des cartographes et des ingénieurs géomaticiens qualifiés .

La cartographie web a permis l'accès à de nombreux jeux de données géographiques, notamment des données gratuites générées par OpenStreetMap et des données propriétaires appartenant à Baidu , Google , HERE , TomTom et d'autres. Parallèlement à des outils propriétaires comme ArcGIS , une gamme de logiciels libres de création de cartes a été conçue et mise en œuvre . De ce fait, la mise à disposition de cartes sur le web est devenue plus accessible.

Les termes SIG Web et cartographie Web sont souvent utilisés de manière interchangeable, mais ils sont distincts. Le SIG Web utilise et permet la création de cartes Web, et les utilisateurs finaux qui réalisent des cartographies Web bénéficient de capacités analytiques grâce au SIG Web. Cependant, le SIG Web a plus d'applications que la cartographie Web, et cette dernière peut être réalisée sans SIG Web. Le SIG Web met davantage l'accent sur le traitement des données géographiques , notamment sur la conception (acquisition de données, architecture logicielle serveur, stockage des données et algorithmes), que sur les rapports des utilisateurs finaux eux-mêmes. Le terme « services géolocalisés » désigne les biens et services de cartographie Web destinés aux consommateurs. La cartographie Web implique généralement un navigateur Web ou un autre agent utilisateur capable d'interactions client-serveur. Les questions de qualité, d'ergonomie, d'avantages sociaux et de contraintes juridiques sont les moteurs de son évolution.

Une première classification des cartes web a été établie par Kraak en 2001 Il distinguait les cartes web statiques et dynamiques , puis les cartes web interactives et celles en lecture seule . Aujourd'hui, on observe une augmentation du nombre de types de cartes web dynamiques et de sources de cartes web statiques

Les cartes web analytiques offrent une analyse SIG. Les données géographiques peuvent être statiques ou nécessiter des mises à jour. La frontière entre les cartes web analytiques et les SIG web est floue. Une partie de l'analyse peut être effectuée par le serveur de données géographiques SIG. À mesure que les clients web gagnent en fonctionnalités, le traitement est distribué.

Les cartes en temps réel affichent la situation d'un phénomène en quasi temps réel (avec un délai de quelques secondes ou minutes seulement). Elles sont généralement animées. Les données sont collectées par des capteurs et les cartes sont générées ou mises à jour à intervalles réguliers ou à la demande.

Les cartes animées illustrent l'évolution de la carte au fil du temps en animant l'une de leurs variables graphiques ou temporelles. Parmi les technologies permettant l'affichage côté client de cartes web animées, on trouve le format SVG ( Scalable Vector Graphics ), Adobe Flash, Java, QuickTime, et d'autres. Les cartes web avec animation en temps réel incluent les cartes météorologiques, les cartes de congestion routière et les systèmes de suivi des véhicules.

CartoDB a lancé Torque, une bibliothèque open source permettant la création de cartes animées dynamiques à partir de millions d'enregistrements. Twitter utilise cette technologie pour créer des cartes illustrant la réaction des utilisateurs aux actualités et événements du monde entier.

Les cartes collaboratives représentent un potentiel en développement. Dans les logiciels collaboratifs propriétaires ou libres, les utilisateurs collaborent pour créer et améliorer l'expérience de cartographie web. Ce type de cartographie web est aujourd'hui le plus populaire et le plus connu du grand public. Voici quelques exemples de projets de cartographie web collaborative :

• Google Map Maker
• Créateur de cartes ici
• OpenStreetMap
• WikiMapia
• meta:Maps - un aperçu des propositions de cartographie web du mouvement Wikimedia

Les atlas en ligne sont des recueils de cartes couvrant une période donnée, tels que des cartes de référence générales, des cartes thématiques et des informations géographiques. L' atlas traditionnel subit une transformation majeure lorsqu'il est hébergé sur le web. Les atlas peuvent abandonner leurs éditions imprimées ou proposer l'impression à la demande. Certains atlas offrent également la possibilité de télécharger les données brutes issues des sources de données géospatiales sous-jacentes.

Les pages web statiques sont uniquement consultables, sans animation ni interactivité . Ces cartes étaient fréquemment utilisées avant que les progrès technologiques ne permettent l'interaction avec l'utilisateur. Ces fichiers sont créés une seule fois, souvent manuellement, et rarement mis à jour. Les formats graphiques typiques pour les cartes web statiques sont PNG , JPEG , GIF ou TIFF (par exemple, drg ) pour les fichiers raster , et SVG , PDF ou SWF pour les fichiers vectoriels . Il s'agit notamment des cartes papier numérisées non conçues pour l'affichage à l'écran. Les cartes papier ont une résolution et une densité d'informations bien supérieures à celles des écrans d'ordinateur classiques de même taille, et peuvent être illisibles sur des écrans à une résolution inadaptée .

Plusieurs entreprises proposent désormais des solutions de cartographie web en mode SaaS ( Software as a Service) dans le cloud . Ces fournisseurs permettent aux utilisateurs de créer et de partager des cartes en téléchargeant des données sur leurs serveurs (stockage cloud). La création des cartes s'effectue soit via un éditeur intégré au navigateur, soit par le biais de scripts exploitant les API du fournisseur.

Comparativement aux techniques traditionnelles, les logiciels de cartographie présentent de nombreux avantages. Leurs inconvénients sont également mentionnés.

• Les cartes web permettent de diffuser facilement des informations à jour. Générées automatiquement à partir de bases de données , elles peuvent afficher les informations en quasi temps réel . Il n'est pas nécessaire de les imprimer , de les traiter ni de les distribuer. Exemples :
  • Une carte affichant les résultats des élections , dès que ceux-ci seront disponibles.
  • Carte des embouteillages établie à partir des données de trafic collectées par des réseaux de capteurs.
  • Une carte indiquant la position actuelle des transports en commun tels que les bus ou les trains , permettant aux usagers de minimiser leur temps d'attente aux arrêts ou aux gares, ou d'être informés des retards de service.
  • Cartes météorologiques , telles que NEXRAD .
• L'infrastructure logicielle et matérielle nécessaire aux cartes web est peu coûteuse. Le matériel serveur web est abordable et de nombreux outils libres permettent de créer des cartes en ligne. En revanche, les données géographiques sont onéreuses : les satellites et les flottes de véhicules utilisent des équipements coûteux pour collecter ces informations en continu. C'est peut-être pour cette raison que beaucoup hésitent encore à publier des données géographiques, notamment dans les régions où elles sont onéreuses. Ils craignent des violations de droits d'auteur, leurs données étant utilisées sans autorisation préalable.
• Les mises à jour de produits peuvent être facilement diffusées. Les cartes web distribuant la logique et les données à chaque requête ou chargement, les mises à jour peuvent être effectuées à chaque rechargement de l'application par l'utilisateur. En cartographie traditionnelle , pour les cartes imprimées ou interactives distribuées sur supports physiques ( CD , DVD , etc.), la mise à jour d'une carte exige des efforts considérables, impliquant une réimpression ou une remasterisation, ainsi qu'une redistribution du support. Avec les cartes web, les mises à jour des données et des produits sont plus simples, moins coûteuses et plus rapides, et plus fréquentes. C'est peut-être pour cette raison que de nombreuses cartes web sont de qualité médiocre, tant au niveau de la symbolisation que du contenu et de la précision des données.
• Les cartes web permettent de combiner des sources de données distribuées. Grâce à des standards ouverts et des API documentées , il est possible d'intégrer ( de fusionner ) différentes sources de données, à condition que le système de projection , l'échelle de la carte et la qualité des données soient compatibles. L'utilisation de sources de données centralisées dispense les organisations de la maintenance de copies identiques de ces ensembles de données. En revanche, la dépendance à l'égard de ces sources externes implique une confiance accrue. Par ailleurs, la disponibilité d'informations détaillées et la combinaison de sources de données distribuées peuvent révéler et combiner de nombreuses informations privées et personnelles. Les propriétés et les biens immobiliers sont désormais accessibles à tous, partout dans le monde, grâce à des images aériennes et satellitaires haute résolution.
• Les cartes web permettent la personnalisation. Grâce aux profils utilisateurs , aux filtres et aux styles et symboles personnalisés , les utilisateurs peuvent configurer et concevoir leurs propres cartes, si les systèmes de cartographie web le permettent. Les problèmes d'accessibilité peuvent être traités de la même manière. En enregistrant leurs couleurs et motifs préférés, les utilisateurs peuvent éviter les combinaisons de couleurs difficiles à distinguer (par exemple, en cas de daltonisme ). Malgré cela, comme pour les cartes papier, les cartes web souffrent du problème de l'espace limité à l'écran, et ce, de façon plus marquée. Ce problème est particulièrement problématique pour les cartes web mobiles : les appareils utilisés ont généralement un écran très petit, ce qui réduit considérablement les possibilités de personnalisation.
• Les cartes web permettent la cartographie collaborative, à l'instar des technologies de cartographie web telles que DHTML / Ajax , SVG , Java , Adobe Flash , etc., qui facilitent l'acquisition distribuée de données et les efforts de collaboration. Le projet OpenStreetMap et la communauté Google Earth en sont des exemples . Comme pour tout projet open source, l'assurance qualité est primordiale, or la fiabilité d'Internet et de l'infrastructure des serveurs web reste encore insuffisante. En particulier, lorsqu'une carte web repose sur des sources de données externes et distribuées, son auteur initial ne peut souvent pas garantir la disponibilité des informations.
• Les cartes web permettent d' intégrer des liens hypertextes vers d'autres informations sur le web. À l'instar de toute autre page web ou d'un wiki , elles peuvent servir d'index à des ressources en ligne. Toute zone sensible d'une carte, un texte d'étiquette, etc., peut contenir des liens hypertextes vers des informations complémentaires. Par exemple, une carte présentant les options de transport en commun peut renvoyer directement à la section correspondante des horaires de train en ligne. Cependant, le développement de cartes web est déjà complexe en soi : malgré la disponibilité croissante d'outils gratuits et commerciaux pour créer des applications de cartographie web et de SIG web, la création de cartes web interactives reste plus complexe que la mise en page et l'impression d'images. Elle nécessite la maîtrise et l'intégration de nombreuses technologies, modules, services et sources de données. Le développement et le débogage d'environnements composés d'un ensemble de technologies web différentes demeurent complexes et peu pratiques.

Cette section présente quelques-unes des étapes marquantes de la cartographie web, des services de cartographie en ligne et des atlas.

• 1989 : Naissance du WWW , inventé au CERN pour l'échange de documents de recherche.
• 1993 : Xerox PARC Map Viewer , le premier serveur de cartes basé sur CGI / Perl , permettait le style de reprojection et la définition de l'étendue de la carte.
• 1994 : L’Atlas national du Canada . La première version de l’Atlas national du Canada a été publiée. Il peut être considéré comme le premier atlas en ligne .
• 1995 : Publication du Répertoire géographique de l’Écosse . La version prototype du Répertoire géographique de l’Écosse a été publiée. Il s’agissait de la première base de données géographiques avec cartographie interactive.
• 1995 : Tiger Mapping Service , du Bureau du recensement des États-Unis, première carte web nationale à l’échelle de la rue et première carte web d’envergure du gouvernement américain. Wikimedia Commons
• 1995 : MapGuide , initialement présenté sous le nom d’Argus MapGuide.
• 1996 : Center for Advanced Spatial Technologies Interactive Mapper , basé sur CGI / C shell / GRASS, permettrait à l’utilisateur de sélectionner une étendue géographique, une couche de base raster et un nombre de couches vectorielles pour créer une carte personnalisée.
• 1996 : Mapquest , le premier service en ligne populaire de mise en correspondance d’adresses et de routage avec affichage cartographique.
• 1996 : Lancement de MultiMap , site web britannique proposant des services de cartographie, de planification d’itinéraires et de géolocalisation en ligne. Il est rapidement devenu l’un des sites web les plus populaires du Royaume-Uni.
• 1996 : MapGuide , Autodesk acquiert Argus Technologies et lance Autodesk MapGuide 2.0.

• 1997 : Initiative de l’Atlas national en ligne des États-Unis . L’ USGS a reçu le mandat de coordonner et de créer l’ Atlas national en ligne des États-Unis .
• 1997 : UMN MapServer 1.0 , développé à l’ Université du Minnesota (UMN) dans le cadre du projet NASA ForNet. Ce projet est né du besoin de diffuser des données de télédétection sur le web à destination des forestiers .
• 1998 : Lancement de Terraserver USA , un service de cartographie web proposant des images aériennes (principalement en noir et blanc) et les DRG de l’USGS . Ce service, l’un des premiers à connaître un grand succès, est le fruit d’une collaboration entre l’USGS, Microsoft et HP .

• 2003 : NASA World Wind , lancement de NASA World Wind. Un globe virtuel ouvert qui charge des données provenant de ressources distribuées sur Internet. Le terrain et les bâtiments peuvent être visualisés en 3D. Le langage de balisage ( basé sur XML ) permet aux utilisateurs d'intégrer leur propre contenu. Ce globe virtuel nécessite un logiciel spécifique et ne fonctionne pas dans un navigateur web.
• 2004 : OpenStreetMap , une carte du monde à code source ouvert et à contenu libre , fondée par Steve Coast .
• 2004 : Création de Yandex Maps .
• 2005 : Google Maps , la première version de Google Maps. Basée sur des tuiles raster organisées selon un schéma d'arbre quadtree , le chargement des données s'effectuait via XMLHttpRequests . Cette application cartographique a connu un immense succès sur le web, notamment grâce à sa capacité à permettre à d'autres développeurs d'intégrer les services Google Maps à leurs propres sites web.
• 2005 : Baidu Maps est en version bêta.
• 2005 : Autodesk lance MapGuide Open Source en tant que logiciel libre.
• 2005 : Google Earth . La première version de Google Earth est lancée, s'appuyant sur le concept de globe virtuel. Le terrain et les bâtiments peuvent être visualisés en 3D. Le langage de balisage KML ( basé sur XML ) permet aux utilisateurs d'intégrer leur propre contenu. Ce globe virtuel nécessite un logiciel spécifique et ne fonctionne pas dans un navigateur web.
• 2005 : OpenLayers , la première version de la bibliothèque JavaScript open source OpenLayers.
• 2006 : Lancement de WikiMapia
• 2009 : MapTiler est publié en tant que logiciel libre pour le tuilage de données géographiques pour les cartes Web.
• 2009 : Nokia a rendu Ovi Maps gratuit sur ses smartphones.
• 2012 : Apple Maps , la première application de cartographie basée sur des tuiles vectorielles, est lancée, remplaçant le client Google Maps d' Apple comme application de cartographie par défaut pour ses plateformes.
• 2020 : Sortie de Petal Maps .

Les technologies de cartographie web nécessitent des applications côté serveur et côté client. Voici une liste des technologies utilisées en cartographie web.

• Les bases de données spatiales sont généralement des bases de données relationnelles objet enrichies de types, de méthodes et de propriétés de données géographiques. Elles sont indispensables dès lors qu'une application de cartographie web doit gérer des données dynamiques (qui changent fréquemment) ou de grands volumes de données géographiques. Les bases de données spatiales permettent d'effectuer des requêtes spatiales, des sous-requêtes, des reprojections et des manipulations géométriques, et offrent divers formats d'importation et d'exportation. PostGIS, logiciel libre, en est un exemple notable. MySQL implémente également certaines fonctionnalités spatiales. Oracle Spatial , Microsoft SQL Server (avec ses extensions spatiales) et IBM DB2 sont les alternatives commerciales.La spécification « Simple Features » de l'Open Geospacial Consortium (OGC) est un modèle de données géométriques standard et un ensemble d'opérateurs pour les bases de données spatiales. La partie 2 de cette spécification définit une implémentation en SQL.
• Les cartes web tuilées affichent des cartes rendues composées de « tuiles » d'images raster.
• Les tuiles vectorielles gagnent en popularité : Google et Apple les utilisent désormais. Mapbox.com en propose également. Ce nouveau style de cartographie web est indépendant de la résolution et permet d’afficher ou de masquer dynamiquement des éléments en fonction de l’interaction.
• Les serveurs WMS génèrent des cartes à partir de paramètres définis par l'utilisateur, tels que l'ordre des couches, le style et la symbolisation, l'étendue des données, leur format, la projection, etc. Ces options ont été normalisées par l'OGC. Le Tile Map Service est une autre norme pour les serveurs WMS . Les formats d'image standard incluent PNG, JPEG, GIF et SVG .

Les cartes en ligne sont devenues un outil essentiel pour beaucoup , comme l'illustre la grève de 2021 qui réclamait (entre autres) un certain type de carte . La cartographie en ligne a permis une navigation plus respectueuse de l'environnement. Grâce à elle, les cartes papier ne sont plus nécessaires, car elles sont accessibles via Internet, ce qui est bénéfique pour l'environnement . De plus, les atlas et les cartes papier peuvent devenir obsolètes avec le temps et l'évolution de la géographie. Avec la cartographie en ligne, les utilisateurs peuvent accéder à des informations géographiques régulièrement mises à jour pour obtenir des itinéraires précis vers une destination en fonction de leur position. Ces itinéraires peuvent être personnalisés selon le mode de transport, les distances finales et les temps de trajet estimés étant calculés à l'avance.

Un autre avantage est que la cartographie en ligne a permis à un plus grand nombre de personnes de se repérer dans des régions qui leur étaient jusqu'alors inconnues, car elle est gratuite et accessible à toute personne disposant d'une connexion internet. La plupart des cartes en ligne fournissent des informations en temps réel sur le trafic et l'état des routes, permettant ainsi aux conducteurs de se déplacer plus rapidement et en toute sécurité. Bien qu'il s'agisse d'une fonction plus spécifique, la cartographie en ligne peut être utilisée pour en apprendre davantage sur la culture et l'histoire. Les utilisateurs peuvent explorer des cartes historiques, des sites culturels, des éléments naturels, des parcs, des sentiers, signaler des problèmes, des risques naturels, la pollution, et bien plus encore.

Bien que la cartographie en ligne ait considérablement simplifié nos vies, son utilisation a également des conséquences sociales négatives. Des inquiétudes ont été soulevées quant à la protection des données personnelles lors de son utilisation. Elle permet aux organismes gouvernementaux de constituer d'immenses bases de données sur les individus et leurs comportements, tandis que le secteur privé conserve des données personnelles. Cette question continue de faire l'objet de débats et de négociations à mesure que la cartographie en ligne prend de l'importance. L'augmentation de son utilisation s'accompagne d'une hausse des distractions au volant. Les conducteurs peuvent très facilement détourner leur attention de la route pour se concentrer sur leur appareil, ce qui peut engendrer de nombreuses conséquences sociales négatives et des problèmes de sécurité.

Bien que la cartographie en ligne présente de nombreux avantages, permettant à tous d'accéder à des cartes, d'en créer et d'en diffuser, elle soulève également de nombreuses questions d'éthique. Le web facilite la propagation de la désinformation, et des personnes n'ayant pas de solides connaissances en cartographie peuvent publier des documents d'apparence fiable susceptibles d'induire le public en erreur. Ce problème a été particulièrement préoccupant pendant la pandémie de COVID-19, où la présence de cartes erronées sur les tableaux de bord a contribué à l' infodémie .

Les cartes web nécessitent un hébergement sur Internet et sont donc sujettes à la rupture des liens , ce qui rend l'information inaccessible. Contrairement aux cartes physiques, cela peut avoir des conséquences importantes sur les archives historiques si la carte web est la seule source des données qu'elle présente.

La cartographie web est également utilisée dans les jeux de géographie, notamment GeoGuessr . Ce jeu populaire, jouable sur navigateur, propose aux utilisateurs de deviner le lieu à partir d'une image de Google Street View . Lancé en mai 2013, le jeu a rencontré un vif succès et sa popularité a explosé pendant la pandémie de COVID-19, de nombreux créateurs de contenu diffusant leurs parties en direct.

La cartographie en ligne permet de choisir un itinéraire grâce à des indications fournies et des mises à jour en temps réel sur le trafic et l'état des routes. Bien entendu, cela n'est possible qu'avec une connexion internet. Les populations à faibles revenus n'ont pas toujours accès à un appareil mobile connecté à internet, faute de moyens, ce qui les prive de cette ressource.

Cette technologie peut également présenter des limites pour certaines générations. Les jeunes générations, ayant grandi avec la technologie, utilisent aisément les cartes en ligne. En revanche, les générations plus âgées sont généralement moins à l'aise avec la technologie, car elle n'a pas fait partie de leur quotidien pendant la majeure partie de leur vie. Il peut donc leur être difficile de comprendre comment utiliser les cartes en ligne pour planifier leurs voyages. Elles auront souvent recours à des cartes papier ou à un GPS, par confort, même si ces outils sont moins performants et plus anciens que les cartes en ligne.

Avec le perfectionnement des applications de cartographie web, une fonction de navigation piétonne a été ajoutée. Celle-ci offre une opportunité aux personnes n'ayant pas accès à une voiture ou ne pouvant pas se permettre d'en posséder une. Elles peuvent ainsi utiliser cette technologie pour se rendre à pied à destination. La cartographie web a également ouvert de nouvelles perspectives aux personnes souffrant de troubles de la vision. Plus d'un quart de la population mondiale (environ 2,2 milliards de personnes) est concernée. Pour répondre aux besoins de ce large public, les applications de cartographie web ont intégré une fonction vocale. En saisissant une destination, il suffit d'activer le volume pour que la carte énonce les instructions. Cette fonction est non seulement pratique pour les personnes malvoyantes, mais elle contribue également à limiter les distractions pendant la navigation.

L'utilisation de la cartographie web soulève des inquiétudes quant à la protection de la vie privée et à la confidentialité des données personnelles. Les cartes web contiennent des informations personnelles telles que la localisation, l'identité ou les caractéristiques de personnes, de lieux ou d'objets. Si ces informations ne sont pas correctement sécurisées, elles peuvent être consultées, copiées ou manipulées par des tiers non autorisés. Cela permet aux organismes gouvernementaux de constituer d'immenses bases de données sur les individus et leurs comportements, tandis que le secteur privé conserve des données personnelles. Cette situation peut également entraîner des atteintes à la vie privée, des pertes de données ou des poursuites judiciaires.

Pour éviter ces problèmes, notamment en milieu professionnel, il est nécessaire de chiffrer les données, d'utiliser des protocoles et des serveurs sécurisés, et d'appliquer des mécanismes de contrôle d'accès et d'authentification. L'intégrité et la qualité des données constituent un autre obstacle potentiel à la sécurité des cartes web.

Les cartes en ligne dépendent entièrement de sources de données potentiellement inexactes, obsolètes ou corrompues. Si ces données ne sont pas vérifiées et mises à jour régulièrement, la fiabilité des cartes en ligne peut s'en trouver affectée. La cartographie en ligne est également vulnérable à la falsification, à l'usurpation d'identité et aux attaques par injection de données, qui permettent d'insérer des données fausses ou malveillantes. Il peut aussi arriver, dans des situations moins critiques, que les cartes en ligne ne soient pas mises à jour en cas d'accident ou d'état du trafic, ou qu'elles ne proposent pas l'itinéraire le plus efficace. Pour éviter que ces problèmes ne se reproduisent, il est important de signaler les conditions routières dangereuses, ainsi que toute limitation ou incertitude concernant les fonctionnalités des cartes en ligne.