traitement géospatial hybride : client et serveur

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Résumé n  Les consommateurs utilisent une variété de dispositifs, soit fixes ou mobiles, afin de

consulter de l’information spatiale. Traditionnellement, l’information était préparée au préalable, et l’utilisateur pouvait en consulter une publication. L’avènement de serveurs plus puissants a permis de générer dynamiquement une information personnalisée sur mesure pour l’usager. Enfin l’arrivée de postes mobiles puissants, tels les ordinateurs portables ainsi que les nouvelles générations de téléphones intelligents a permis de décharger certaines opérations lourdes du serveur au dispositif du client.

n  La présentation portera sur le développement d’un prototype réalisé par Fujitsu pour le compte d’Agriculture et Agroalimentaire Canada visant à produire des cartes de températures et précipitations à partir de données ponctuelles historiques des stations météo distribuées à travers le Canada. Différentes approches ont été considérées afin de fournir rapidement une information de qualité à l’usager. Un prototype ayant la particularité de pouvoir effectuer les traitements soit sur le serveur, soit sur le poste client ou soit sur les deux a finalement été conçu.

n  La présentation discutera des différentes méthodes de calcul considérées ainsi que des avantages d’effectuer les traitements sur chacune ou sur les deux plateformes.

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Sommaire

n Contexte n Enjeux n Solutions n Conclusion

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Contexte n Projet avec Agriculture et Agroalimentaire Canada

n Études des options et développement de prototypes

n Service national d’information sur l’agroclimat (SNIA) n Recueille, compile et intègre les données sur les impacts

agroclimatiques à l’échelle du Canada. n Appui à l’industrie agricole:

• Évaluation des risques émergents associés à la météo et au climat pour l’agriculture

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Produits offerts n Cartes sur les impacts agroclimatiques n 6 régions:

National Pacifique Prairies Ontario Québec Atlantique

n 8 produits: • Précipitations – accumulées • Précipitations – Centile • Précipitations – % par rapport aux normales • Indice de sécheresse Palmer (ISP) • Précipitations – écart par rapport aux normales • Indice des précipitations normales (IPN) • Température • Précipitations – éposodes secs

n 23 genres: Précipitations: Température:

• Année agricole • Maximale quotidienne • Saison de croissance • Nombre de jours consécutifs > (25°, 30°) • Saison d’hiver • Température la moins élevée des 7 derniers jours • Roulement de (7,14,30, 60, 90, 180, • Température la plus élevée des 7 derniers jours 270, 365 ) jours • Unités thermiques (maïs) • Degrés-jours de croissance – base (0,5,10,15) • Nombre de jours au-dessus de (25°, 30°)

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Nombre de produits n Nombre de combinaisons:

6 x ( ( 7 x 11) + (1 x 12)) = 534 possibilités de produits

n Certains produits mis à jour quotidiennement

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Données n Données météo collectées quotidiennement depuis 2005 n Environ 3,500 stations météorologiques n Près de 3,000,000 d’enregistrements

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Traitements n Traitements en lot avec géotraitements Spatial Analyst de Esri n Traitements effectués sur Desktop

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Livraison des produits n Produits:

n Affichage de l’image de la carte à l’écran n Possibilité de télécharger la carte à haute résolution en format PDF

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Enjeux

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Contraintes n Limité aux possibilités offertes:

n Étendue, nationale ou provinciale n Échelle correspondant aux étendues n Choix de dates ou périodes limitées à l’offre

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Amélioration de l’offre à l’usager

n Offre dynamique n L’usager peut déterminer l’étendue (ou l’échelle) n L’usager peut déterminer la date ou la période d’intérêt n L’usager a accès à un choix de cartes de fond n L’usager peut rajouter d’autres informations géographiques n L’usager peut télécharger une carte sur mesure en format PDF

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Options

n Développement de services pour automatiser la production des PDF

n Offrir une solution sur mesure pour l’utilisateur n Offrir une solution dynamique

n Énorme cache de cartes multi-dimensionelles prétraitées n Traitement sur le poste de l’usager

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Solution

n Approche client-serveur n Services sur mesure

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Client n Visualisateur de cartes

n Services de cartes ArcGIS n Services de cartes WMS / WF n Widgets pour la capture des renseignements ( produit, genre, date…) n Niveau de traitement local

•  Interpolation • Classification • Seuil dynamique

n Technologies n Java Script n ExtJS n HTML5 (pour exploiter les fonctionnalités de traitement local)

• Canvas • Web Workers

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Serveur n Service de points

• Étendue • Dates • Valeurs • Qualité

n Service de calculs • Analyse spatiale matricielle (Spatial Analyst) • Basé sur l’interpolation IDW (Inverse Distance Weighted) – Pondération selon

l’inverse de la distance • Fenêtres glissantes (rolling windows) par soustraction d’accumulations progressives

n Service d’impression de cartes • Haute qualité

n Technologies: • Server ArcGIS, extension d’analyse spatiale (Spatial Analyst extension) • Programmation python

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Services sur mesure

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Points considérés n Points considérés

n Seulement les points couverts par l’étendue + une zone tampon sont considérés:

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Fenêtre glissante n Scénario A

n Le delta de précipitation accumulée est dans la même « saison de croissance »

n Scénario B n Le delta de précipitation couvre plus d’une « saison de croissance »

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Résolution de la grille spatiale n Indépendant de l’étendue n Nombre constant de cellules selon la fenêtre d’affichage n Performance selon le degré de « mouture de café »

• Très grossière • Grossière • Moyenne à grossière • Moyenne • Moyenne à fine • Fine • Très fine

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Mouture très grossière

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Mouture grossière

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Mouture moyenne à grossière

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Mouture moyenne

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Mouture moyenne à fine

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Mouture fine

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Mouture très fine

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n Seuil dynamique

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Interpolation n Méthode

n IDW – Inverse Distance Weighted n Pondération selon l’inverse de la distance n Considère les 12 plus proches voisins

n Calcul serveur n Une fois le calcul effectué, il demeure statique n L’effet d’un pan ou d’un zoom ne re-déclenche pas le calcul

n Calcul client n Effectué en HTML5 – Java Script , Canvas, WebWorkers n Recalculé automatiquement après un pan ou un zoom n Ajustement dynamique du seuil

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Traitement hybride

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Serveur n Avantages

n Services extensibles (scalable) n Accessible par tous les

navigateurs n Services récupérables pour le

traitement en lot n Pas nécessaire d’avoir un poste

puissant n Protège le code source des

traitements particuliers

n Inconvénients n Demande beaucoup de

puissance de traitement selon le nombre d’usagers

Client n Avantages

n Décharge le serveur n Utilise la puissance du poste n Peut être très dynamique n L’usager est en contrôle n HTML5 simplifie le

développement côté client

n Inconvénients n Pas supporté par tous les

navigateurs n Demande un poste plus puissant n Le code HTML5 est accessible

Traitement géospatial

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Traitement géospatial hybride n Combine le meilleur des deux mondes:

n Performance locale pour les postes puissants, sans perte de capacité pour les postes moins puissants.

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Questions?

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