Le projet de cartographie collaborative OpenStreetMap - Nicolas Moyroud - www.osmlab.fr - Montpel'libre

Le projet de cartographie collaborative
            OpenStreetMap

  Nicolas Moyroud - nmoyroud@osmlab.fr - www.osmlab.fr

Principes et fonctionnement du projet

Les principes d'OpenStreetMap
● le "wikipédia" de la cartographie
● une base de données géographiques conçue par tous et pour
tous
● on peut contribuer quel que soit son niveau d'expertise
● "Chacun fait sa rue, son quartier, son village. Si on est
suffisamment de contributeurs, on aura la meilleure carte du
monde."

OpenStreetMap, un projet mal nommé !
● Open : OK, ce sont bien des données ouvertes
● Street : le projet ne concerne pas que les rues / voies de
circulation, mais bien tous les types de données géolocalisées sur
le monde entier
   → "si c'est géolocalisé, OSM peut l'intégrer"
● Map : le but final d'OSM n'est pas de fournir des cartes, mais des
données géographiques
● il aurait plutôt fallu nommer le projet OpenGeoData ?

Le site officiel
● www.openstreetmap.org
● différents rendus cartographiques disponibles
● fonctions de routage
● affichage d'informations sur les données
● exports de cartes
● sert à illustrer ce qu'on peut faire avec les données OSM... et
proposer quelques services basiques

La licence
● données disponibles sous la licence libre ODbL
● principe des biens communs numériques (indépendance, anti-
privatisation)
● liberté de copier, distribuer, utiliser, créer, modifier et adapter
● usage commercial autorisé
● à condition de citer la source et de partager à l'identique

Différence avec Google Maps
● la carte en ligne n'est pas le but final du projet, seulement un de
ses produits dérivés
● le coeur du projet c'est sa base de données géographique
● pas d'images aériennes en consultation sur le site (seulement
pour les contributeurs)
● pas d'appropriation par une entité commerciale unique qui en
maîtrise la diffusion
● neutralité de point de vue

Différence avec IGN
● pas d'obligation légale à assurer une couverture globale du
territoire français
● mondial
● données modifiables par tous
● rapidité de réponse aux changements
● schéma de données ouvert et participatif
● toutes les données disponibles sous licence libre

Différence avec les portails OpenData
● des données en vie permanente (pas d'effet hibernatus)
● une source unique pour tous (pas d'effet silos de données)
● donc une structuration globale des données !
● le public est impliqué dans la construction (pas d'effet lecture
seule)

Comparaison de services contributifs

source : Benoit Fournier

Dates clés
● projet initié au University College à Londres en 2004 sur un
constat de difficulté d'accès aux données géographiques
● mai 2006 : première carto-partie en Angleterre
● juillet 2007 : première rencontre des contributeurs (State of the
Map)
● janvier 2009 : en France, autorisation du cadastre comme source
● novembre 2010 : autorisation des images Bing
● janvier 2014 : 20 millions de contributions (changesets)
● mai 2016 : en France, autorisation d'utilisation de la BD Ortho
IGN

Les contributeurs
● nécessite un compte pour pouvoir contribuer
● inscription libre avec une simple adresse email
● toute création ou modification des données est associée à un
contributeur
● système d'interaction entre les contributeurs par messagerie
privée

Statistiques sur les contributeurs
● mai 2018 : 4.6 millions d'inscrits, ~40 000 actifs par mois

source : wiki OSM

Statistiques sur les données
● mai 2018 : 5 milliards d'objets, 3 millions d'éditions par jour

sources : wiki OSM, osmstats

Sources de contribution
● interdiction de copier des données non libres Google Maps
ou IGN !
● relevés GPS
● données OpenData (compatibilité de la licence)
● images libres
● images aériennes du service Bing Maps
● en France : cadastre et BD Ortho IGN

La fondation et le Data Working Group
● fondation de droit anglo-saxon
● promotion du projet dans le monde
● organisation du SOTM monde
● gestion de serveurs
● 150k€/an, 1 salarié et beaucoup de bénévolat
● Data Working Group : gestion des violations de licence, des
différends d'édition et du vandalisme

L'association OSM France
● association de loi 1901 crée en 2011
● reconnue par la fondation comme "chapitre local" en 2017
● gestion de serveurs et du site français
● propose un rendu cartographique spécifique à la France
● chaque année, organise le SOTM France : 3 jours, ~200
participants
● 60k€/an, 0 salarié et beaucoup de bénévolat
● mandataires locaux pour l'animation autour du projet

Les groupes locaux
● groupes de contributeurs par zone géographique : Paris,
Grenoble, Montpellier, Toulouse, Brest
● listes mails locales
● réunions mensuelles d'informations et/ou de contributions
● participation à l'organisation de cartoparties
● à Montpellier : groupe Hér'OSM avec l'association Montpel'Libre
et le collectif des garrigues

Cartoparties
● organisation d'actions de relevés terrain pour des récoltes de
données thématiques
● appels à la contribution citoyenne
● saisie des données relevées dans OSM (pas forcément les
mêmes participants)
● éventuellement couplées à d'autres projets collaboratifs : journées
opération libre
● exemples :
  → accessibilité ville de Montpellier
  → patrimoine historique collectif des garrigues

Intérêt d'OSM pour une collectivité
● créer ou mettre à jour ses données géographiques à moindre coût
  → confiez nous vos données, la communauté peut les
  intégrer !
● réaliser des animations citoyennes sur son territoire
● utiliser des outils libres déjà disponibles (pas de coûts de licence)
● mettre à disposition ses données en OpenData (loi pour une
République Numérique) sans monter une infrastructure lourde

Les données OSM

La structuration des données géographiques
● projet mondial donc système de projection unique WGS84
● différences avec la structure habituelle des données en
géomatique :
  → pas de concept de couches
  → points, lignes et polygones remplacés par noeuds, chemins et
  relations
  → pas de valeurs attributaires prédéfinies mais un système de
  tags illimités

Les noeuds

● éléments de base (les seuls à porter des coordonnées
géographiques dans la base)
● représentés sous forme ponctuelle
● peuvent servir comme points d'intérêt (POI) ou seulement comme
support de chemins
● peuvent être membres de relations
● exemples : magasins, arrêts de bus, bornes incendie, conteneurs
de recyclage, bancs publics

Les chemins

● suite ordonnée de noeuds
● représentés sous forme linéaire avec un sens de parcours (qui
peut avoir une signification ou non)
● un chemin fermé peut éventuellement servir à représenter un
polygone (en fonction de la sémantique)
● peuvent être membres de relations
● exemples : rues, sentiers, ronds-points, frontières, bâtiments,
cours d'eau

Les relations

● suite ordonnée de noeuds et/ou chemins
● servent à représenter des structures complexes
● exemples :
  → ligne de bus avec ses branches de parcours et ses arrêts
  → ensemble des frontières d'une entité administrative (assure la
  cohérence topologique)
  → polygone à trous ou multipolygone

Description sémantique grâce aux tags
● objets caractérisés par un système de tags (balises) ouverts
● un tag est composé d'une paire clé=valeur (en anglais)
● le nombre de tags par objet n'est pas limité
● les tags à utiliser préférentiellement sont décrits sur le wiki officiel
● ils sont choisis par les contributeurs (par l'usage ou par un
système de vote)
● on peut inventer ses propres tags si nécessaire
● exemples : shop=bakery, highway=motorway, name=Rue de la
République, ref=D113

Tags pour les voies de circulation
● highway=motorway : autoroute (130km/h en France)
● highway=trunk : voie rapide (110km/h en France)
● highway=primary : route à vocation nationale ou inter-régionale
● highway=secondary : route départementale reliant plusieurs villes
● highway=tertiary : route locale servant de transit entre deux zones
● highway=residential : desserte d’habitations avec peu de transit
● highway=service : route d’accès à un bâtiment unique
● description détaillée sur le wiki

Tags pour les voies de circulation
● highway=track : piste non goudronnée mais carrossable
● highway=pedestrian : rue piétonne en agglomération
● highway=path : sentier partagé pour divers usages
● highway=cycleway : piste cyclable
● highway=footway : voie réservée aux piétons en agglomération
● highway=bridleway : chemin pour cavaliers
● highway=steps : escaliers (+ step_count=nb_marches)

Tags pour les équipements routiers
● junction=roundabout : carrefour giratoire classique
● highway=mini_roundabout : mini giratoire sans terre-plein central
● highway=stop : panneau stop
● highway=traffic_signals : feu tricolore
● highway=crossing : passage piéton
● highway=bus_stop : arrêt de bus
● traffic_calming=hump : dos d’âne normal
● traffic_calming=cushion : coussin berlinois

Tags pour les aménagements urbains
● building=yes : bâtiment
● shop=* : magasins
● amenity=restaurant : restaurant
● amenity=bench : banc public
● amenity=townhall : mairie
● amenity=post_box : boîte aux lettres
● amenity=post_office : bureau de poste

Autres tags
● historic=* : patrimoine historique
● landuse=* : couverture des sols
● emergency=fire_hydrant : bornes incendie
● tourism=information : informations touristiques +
information=guidepost : poteaux indicateurs (randonnée, vélo)
● man_made=windmill : moulin à vent
● man_made=water_tower : château d'eau
● ele=valeur : altitude d'un objet
● ref=valeur : référence officielle d'un objet

Intérêt des tags personnalisés
● ajout d'objet locaux : building:loc=capitelle
● lien avec l'identifiant d'un objet dans une base externe :
ref:NimesMetropole=02551
● mais attention à ne pas réinventer la roue !

Aide à la saisie
● les outils d'édition proposent des jeux de tags prédéfinis et
traduits en français
● consulter le wiki
● faire une recherche sur le site taginfo.org ou taginfo.fr
● utiliser des penses-bêtes (OSMecum)
● boire son café dans un mug OSM !

Gestion des modifications dans la base
● la base de données conserve toutes les modifications des objets
● l'historique d'un objet contient ses différentes versions avec les
dates et les noms des contributeurs
● en cas de problème, on peut revenir à une version antérieure
grâce à un revert

Conversions des données OSM pour les SIG
● extraction par zone géographique
● création de couches thématiques
● création d'objets polygones en fonction des tags
● on verra quelques outils un peu plus loin...

L'éco-système des outils et services

Outils mobiles
● applications GPS : Oruxmaps, OsmAnd, Maps.me
● applications de relevés terrains : MapContrib, Vespucci, Maps.me
● système de relevés papiers : fieldpapers

Outils d'aide à l'intégration de données
● système des notes sur le site officiel
● OSM Tasking Manager : répartition des tâches de saisie
collaborative par zone
● Mapcraft : répartition des tâches de saisie collaborative par
polygone
● Odin : listes d'objets ponctuels à intégrer depuis une source
externe

Outils d'intégration du cadastre
● outils d'extraction et de transformation des données du cadastre
mis à disposition par l'association OSM France
● ce sont des aides fournies aux contributeurs, pas des intégrations
automatiques
● intégration des bâtiments, frontières et numéros d'adresse
● comparatif des noms de rues OSM / FANTOIR
   → les plus récentes par département
   → rapprochements par commune

Éditeurs de données
● iD : éditeur web simple intégré au site officiel (principe de l'onglet
"modifier" de Wikipédia)
● JOSM : application bureautique en Java (Windows, Mac,
GNU/Linux)
   → pas d'installation système : un simple fichier jar à lancer
   → éditeur riche en fonctionnalités proche d'un SIG dédié à la
  saisie de données
  → affichage de traces GPS + géolocalisation de photos terrain
  → fonds d'images disponibles et possibilité d'ajouter des
  serveurs WMS personnalisés
  → gestion des conflits de contributions
  → nombreux plugins : numéros d'adresses, todo, conflation,
  fieldpapers, reverter

Outils d'assurance qualité
● liste d'outils d'aide à l'amélioration de la qualité des données OSM
● OSM Suspicious : détections de contributions suspectes
   → nombreux critères de filtrage disponibles
  → possibilité de générer un flux RSS avec les résultats
● OSM Changeset Analyzer (Mapbox) : analyse des contributions
● Augmented OSM Change Viewer : visualiseur cartographique des
changements dans les données

Outils d'assurance qualité
● validateur JOSM : détections dans l'éditeur JOSM avant l'envoi
(erreurs/avertissements/notices)
● OSM Inspector (Geofabrik)
● Osmose (OSM France) :
  → signalements d'anomalies géographiques ou sémantiques
  dans OSM
  → signalements de manques par comparaison avec des
  données externes
  → ouverture directe des objets détectés dans les éditeurs iD ou
  JOSM

Exploitation des données OSM
● de nombreux outils permettent d'exploiter les données présentes
dans OSM
● outil d'interrogation sur le site officiel
● téléchargements de données SIG : geofabrik, data.gouv, magosm
● outils d'extraction / transformation en ligne de commande :
osmosis, osmfilter, osmconvert
● langage de requête Overpass API et son interface web overpass-
turbo
● plugin QuickOSM dans QGIS

Exploitation des fonds cartographiques
● pour les développeurs web fonctions intégrées aux librairies
OpenLayers et Leaflet
● OpenLayers plugin et QuickMapServices dans QGIS
● Umap : création simple de cartes en ligne personnalisées
  → sources de Nîmes Métropole (collectif des garriques)
  → pompiers du Gard épisode neigeux 2018 (Patrice Moulin)
  → résultats des élections municipales à Paris
  → densité des arbres à Bordeaux (Pierre Breteau)

Outils spécifiques
● MapOSMatic : création automatisée de plans de villes avec index
des rues
● Maperitive, TileMill : rendus cartographiques à partir des données
OSM
● OSRM : calculs d'itinéraires à partir des données OSM

Exemples de réalisations
● cartes papiers :
  → Michelin carte de Clermont-Ferrand en 2013
  → plans de la ville d'Orange
  → autres réalisations par des collectivités
● artistique : fond carto Stamen Watercolor
● rendus 3D : F4map
● pédagogie : Educ'OSM (primaire, secondaire), enseignements
formations supérieures en géomatique
● humanitaire et cartographie de crise :
   → Humanitarian OSM Team : séisme Haïti en 2010
   → Hackers Against Natural Disasters

Exemples de réalisations
● projets thématiques :
   → géovélo : itinéraires cyclables
   → jungle bus : transports en commun
   → openlevelup : cartographie d'intérieur
● intégration de données externes :
   → limites administratives françaises terminé en 2014 + mises à
  jour à chaque changement
  → campings du Gard
  → bornes incendie Nîmes Métropole
● Métropole de Montpellier :
  → intégration de données dans OSM
  → publication de couches issues d'OSM sur leur portail
  OpenData