Déjeuner cartographique Présentation par Mathieu Leplatre @leplatrem Toulouse, France 07/02/2012

1. Les alternatives libres à Google Maps
Mathieu Leplatre
@leplatrem
www.makina-corpus.com

2. Une longue liste d'utilisations interdites
* mode déconnecté, embarqué
* géocodage en masse
* applications non ouvertes au public (e.g. intranet, extranet)
* applications payantes
* afficher de grandes cartes
* suivre des flottes, des livraisons...
...

3. Une longue liste d'utilisations interdites...
et encore...
* mettre les tuiles en cache
* fournir des services de navigation
* impressions commerciales
* utilisation hors API
* hors d'un navigateur
* ...

4. Des utilisations impossibles
* maîtriser ce qu'affiche l'API
* paramétrer les éléments affichés
* définir un style complet
* accéder aux données brutes (seulement à des images)

5. De nombreuses limitations
* erreurs difficiles voire impossible à corriger
* usage payant si fort trafic
* esthétique : des cartes trop vues
* philosophie : des données propriétaires

6. Principaux services de Google Maps
* fonds de carte (tuiles)
* visionneuse interactive (API javascript)
* publication aisée dans une page web
* géocodage
* itinéraires
* cartes statiques

7. Les solutions libres offrent les mêmes services
Open source/Open data Google
* fonds de carte (tuiles) ✔ ✔
* visionneuse interactive ✔ ✔
* publication web simple ✔ ✔
* cartes statiques ✔ ~
* géocodage ~ ✔
* itinéraires ~ ✔

8. Les solutions libres sont plus souples
Open source/Open data Google
* choix des styles ✔ ~
* modification/correction ✔ ~
* impression de cartes ✔
* cartes en mode déconnecté ✔
* applications mobiles ✔
* ajout de tout type de données ✔
* choix des données visualisées ✔
* choix de la langue des tuiles ✔

9. Google Maps a révolutionné
les cartes interactives
Il faut réutiliser les meilleurs principes

10. Fonds de carte
L'approche Google Maps : des compromis !
* une seule projection : Mercator sphérique (900913,WGS 84)
* une seule couche !
* du cache pour la rapidité
→ Rupture avec la plupart des portails Web SIG

11. Les données OpenStreetMap
* créé en 2004 (Absence données libres)
* édition collaborative (cf. Wikipedia)
* free tagging (~NoSQL)
* données WGS 84 (GPS)
* API REST (moult éditeurs)

12. Serveur de tuiles OpenStreetMap
OSM scripts PostGIS
dump + diffs
Mapnik + feuilles de style
Apache + mod_tile
nomstyle/z/x/y.png

13. Serveur de tuiles Makina Corpus
* autonomie (ex : utilisation commerciale)
* styles personnalisés (ex : charte, filtres)
* produits dérivés (ex : packs, application voyage)
* mobile (ex : offline)
* R&D (ex : outils BI)
... à l'écoute de vos besoins !

14. Style par défaut - OpenStreetMap

15. Style, contenu, langue, symboles...
... tout est paramétrable

16. Style allégé – Makina Corpus

17. Style MapQuest

18. Visionneuse
L'approche Google Maps :
* rapidité (légèreté)
* ergonomie (pan, molette)
* simplicité ( sans arborescence)
* compatibilité (navigateurs, mobiles)
… quelles sont les solutions libres équivalentes ?

19. OpenLayers (Metacarta, 2006)
+ très populaire - 1 Mo (!)
+ support protocoles OGC - lenteur
+ gestion des projections - tuiles chargées x8
+ compatibilité - HTML généré archaïque
- GeoExt :(

20. Modest Maps JS (Stamen Design, 2011)
+ léger ( ~80 ko) - sans support vectoriel
+ ultra-rapide et robuste - sans interaction
+ support mobile - une seule couche :)

21. Leaflet (Cloudmade, 2011)
+ léger (100 ko) - Tuiles ou GeoJSON/WMS
+ API simplifiée (à-la GMaps) - édition : élémentaire
+ mobile (multitouch+accel. sur iOS)
+ HTML5 Canvas (ex : 2M objets)
+ projections
+ CSS3 & Animations
+ compatible IE6 :)

22. Illustrations
* Carte VéloToulouse : Leaflet + Mustache + YQL
* Livetitude : Leaflet + HTML5 websockets
* Gr@ce : Leaflet + HTML5 WebSQL et LocalStorage (offline)

23. Comment publier ses données ?
L'approche Google Maps : culture du Web
* Consultation d'une carte comme une page web !
* Partage d'une carte comme une image
* Survol des objets en Javascript
... en rupture avec la plupart des portails Web SIG

24. Comment publier ses données ?
L'approche privilégiée chez Makina Corpus
+ Mapnik
GeoNetwork GeoServer ~ Go Django*
~ Mo
GeoExt ~ Mo JQuery ~ Ko
OpenLayers ~ Mo Leaflet ~ Ko

25. Le projet MapBox (DevelopmentSeed, 2011)
* Orienté communication (statique, OpenData)
* TileMill (MSPaint des cartes)
* Format MBTiles (SQLite)
* Survol des objets en Javascript (UTF-Grid)
* Wax (config., légende, tooltips)
Une boite à outils flexibles, innovants … et audacieux !

26. Illustrations
* Publier un GeoJSON avec QGis et Leaflet
* Fabriquer des tuiles avec TileMill
* Afficher un fichier MBTiles avec django-mbtiles

27. Conclusion
* OpenStreetMap + OpenData
* Éco-système libre riche et varié
* Choix d'architecture décisifs

28. Pour aller plus loin...

29. Géocodage
Geonames
from geopy import geocoders
gn = geocoders.GeoNames()
gn.geocode('Mirail Toulouse')
(u'Le Mirail, B3, FR', (43.5764114330089, 1.3945770263671875))
Nominatim
$ curl "http://open.mapquestapi.com/nominatim/v1/search?
format=json&q=Mirail%20Toulouse"
[{"place_id":"697188","lat":"43.5763978","lon":"1.3916297",
... , ...}]

30. Itinéraires
* Open MapQuest http://open.mapquest.com
* OpenRouteService http://www.openrouteservice.org
* Yours http://www.yournavigation.org
* Cloudmade http://maps.cloudmade.com
Plus d'informations sur
http://wiki.openstreetmap.org/wiki/Routing

31. Street View ?
* Do It Yourself streetview, FOSSGIS 2012, Germany
http://www.diy-streetview.com

32. Remplacer Google Maps
par des solutions libres ?
Est-ce bien raisonnable ?

33. Pistes cyclables OSM
Pistes cyclables Google

35. ... mais sûrement,
la qualité ne peut pas être aussi bonne... ?

36. Dans Google Maps :
* la rue Alaric II est devenue une impasse

37. dans Google Maps :
* une société privée s'est installée dans la mairie
* la pharmacie du Capitole n'est pas au bon angle de la place

38. dans Google Maps :
* la mairie remplace l'école maternelle Lakanal

39. Google Maps :
mélange le français et l'occitan

40. Merci
Mathieu Leplatre
@leplatrem

41. Les alternatives libres à Google Maps
Mathieu Leplatre
@leplatrem
www.makina-corpus.com

42. Une longue liste d'utilisations interdites
* mode déconnecté, embarqué
* géocodage en masse
* applications non ouvertes au public (e.g. intranet, extranet)
* applications payantes
* afficher de grandes cartes
* suivre des flottes, des livraisons...
...
L'utilisation de Google Maps est gratuite mais elle est soumise à
de très nombreuses restrictions décrites dans les conditions
d'utilisation des services :
http://www.google.com/intl/en_fr/help/terms_maps.html
http://code.google.com/apis/maps/terms.html
http://www.google.com/permissions/geoguidelines.html

43. Une longue liste d'utilisations interdites...
et encore...
* mettre les tuiles en cache
* fournir des services de navigation
* impressions commerciales
* utilisation hors API
* hors d'un navigateur
* ...
Certaines restrictions sont levées dans la version Enterprise
(> 100 k€, facturée en fonction des conditions de déploiement,
d'accès...)

44. Des utilisations impossibles
* maîtriser ce qu'affiche l'API
* paramétrer les éléments affichés
* définir un style complet
* accéder aux données brutes (seulement à des images)
Google ne diffuse que des images dont le contenu n'est pas
paramétrable.
C'est Google qui choisit ce qui doit apparaître ou pas dans les images
Les données ne sont pas accessibles : on ne peut pas choisir d'afficher
toutes les boîtes aux lettres mais pas les stations services
Le rendu n'est pas très finement paramétrable : il est possible d'altérer
légèrement les routes, les transports publics, les cours d'eau, quelques
points d'intérêts.
Il n'est pas possible de choisir la largeur et la présence de chaque type
de voies, de régler l'affichage suivant le niveau de zoom, de sélectionner
des éléments individuels...

45. De nombreuses limitations
* erreurs difficiles voire impossible à corriger
* usage payant si fort trafic
* esthétique : des cartes trop vues
* philosophie : des données propriétaires
Risque de se voir imposer de la publicité tel qu'annoncé en octobre
2011
Google est maître chez lui :
* les données contribuées par le public ne peuvent être
récupérées
* Google s'en réserve un usage illimité
Google Maps est à l'opposé du mouvement Open Data. Les
données sont propriétaires et inaccessibles individuellement.

46. Principaux services de Google Maps
* fonds de carte (tuiles)
* visionneuse interactive (API javascript)
* publication aisée dans une page web
* géocodage
* itinéraires
* cartes statiques
Rappel des principaux services et composants de Google Maps
utilisés par les entreprises et les collectivités

47. Les solutions libres offrent les mêmes services
Open source/Open data Google
* fonds de carte (tuiles) ✔ ✔
* visionneuse interactive ✔ ✔
* publication web simple ✔ ✔
* cartes statiques ✔ ~
* géocodage ~ ✔
* itinéraires ~ ✔
Les solutions libres offrent des services équivalents à ceux de
Google Maps
Solutions Libres : ce sont les logiciels libres et les données libres

48. Les solutions libres sont plus souples
Open source/Open data Google
* choix des styles ✔ ~
* modification/correction ✔ ~
* impression de cartes ✔
* cartes en mode déconnecté ✔
* applications mobiles ✔
* ajout de tout type de données ✔
* choix des données visualisées ✔
* choix de la langue des tuiles ✔
Les solutions libres présentent de nombreux atouts
supplémentaires car elles offrent plus de souplesse.
L'imagination et les connaissances techniques sont les seules
limites...

49. Google Maps a révolutionné
les cartes interactives
Il faut réutiliser les meilleurs principes
Google Maps :
- tout le monde connaît et utilise
- la mamie du Cantal aussi !
- au début du siècle, avant Google Maps (Maporama, Mappy, Localis...) ?
On oublie vite, mais il fallait cliquer dans les coins !
Pour indiquer une adresse, il y avait un formulaire, au lieu d'un champ
unique !
Pour zoomer, impossible d'utiliser la molette...

50. Fonds de carte
L'approche Google Maps : des compromis !
* une seule projection : Mercator sphérique (900913,WGS 84)
* une seule couche !
* du cache pour la rapidité
→ Rupture avec la plupart des portails Web SIG
- la simplicité à base de compromis.
- sur la précision : une projection universelle : … en France 15cm
(vous allez me dire « Et les Lapons alors ? », … bonne raison pour
chercher une alternative à Google Maps)
- sur la quantité d'informations : une seule couche
- sur la fraîcheur des infos : cache
Portails web SIG : pas toujours la puissance de frappe de Google et
ses 350k serveurs, mais que les contours des communes mettent
20 secondes à s'afficher, non !

51. Les données OpenStreetMap
* créé en 2004 (Absence données libres)
* édition collaborative (cf. Wikipedia)
* free tagging (~NoSQL)
* données WGS 84 (GPS)
* API REST (moult éditeurs)
- Approche communautaire autour des données
- Le free tagging permet de créer autant de types de données que
souhaité (bornes à incendie, anneaux d'amarrage,nids de
poules...)
- Éditeurs lourds, Web, … : JOSM, Merkaartor, Potlatch...

52. Serveur de tuiles OpenStreetMap
OSM scripts PostGIS
dump + diffs
Mapnik + feuilles de style
Apache + mod_tile
nomstyle/z/x/y.png
- Ces éléments décrivent une architecture minimaliste et
masquent la complexité de la tâche : e.g. tuning PostGIS (données
> 200 Go )
- Apache et mod_tile sollicitent Mapnik si besoin (cache disque
sinon)
- le script de mise à jour marque les tuiles « dirty » pour
régénération lors d'une future demande

53. Serveur de tuiles Makina Corpus
* autonomie (ex : utilisation commerciale)
* styles personnalisés (ex : charte, filtres)
* produits dérivés (ex : packs, application voyage)
* mobile (ex : offline)
* R&D (ex : outils BI)
... à l'écoute de vos besoins !
Makina Corpus a construit son propre serveur de tuiles.
Cela permet :
- soulager les serveurs OSM, pas prévus pour utilisation
commerciale
- gérer des palettes de couleurs adaptées aux chartes graphiques
- filtres sur les données dessinées
- ex : packs de tuiles d'une zone sur demande
- mobile : tuiles à insérer dans un LocalStorage

54. Style par défaut - OpenStreetMap
À partir des données d'OpenStreetMap, il est ainsi possible de créer des
styles de cartes totalement différents...
Le style par défaut du site http://www.openstreetmap.org/ est peu
agréable mais présente beaucoup d'informations

55. Style, contenu, langue, symboles...
... tout est paramétrable
Les données d'OSM permettent de paramétrer chacun des
éléments de la représentation :
- style (couleur, largeur, visibilité...)
- montrer/masquer les informations (bâtiments officiels, nom
des entreprises, parking, points d'intérêt...)
- langue
- symboles : choix des pictogrammes, de leur taille
- ...
Cette souplesse permet de construire des cartes interactives
s'adaptant aux besoins de l'utilisateur.

56. Style allégé – Makina Corpus
Makina Corpus crée des styles cartographiques adaptés à
différents usage.
Le style présenté est destiné à une carte multi-usage.

57. Style MapQuest
Il est possible de construire son propre style : c'est une opération longue
requérant une connaissance approfondie des outils cartographiques et des
compétences graphiques.
Une solution plus simple est d'utiliser des tuiles existantes préparées par des
prestataires comme Makina Corpus ou MapQuest
Pour un coût supérieur des prestataires peuvent préparer des tuiles sur
mesure (Makina Corpus, GeoFabrik, Developement Seed, CloudMade...)

58. Visionneuse
L'approche Google Maps :
* rapidité (légèreté)
* ergonomie (pan, molette)
* simplicité ( sans arborescence)
* compatibilité (navigateurs, mobiles)
… quelles sont les solutions libres équivalentes ?
Pour visualiser les tuiles, les pages web doivent comporter une
visionneuse.
Google Maps a révolutionné l'ergonomie des interactions avec les
cartes en ligne.

59. OpenLayers (Metacarta, 2006)
+ très populaire - 1 Mo (!)
+ support protocoles OGC - lenteur
+ gestion des projections - tuiles chargées x8
+ compatibilité - HTML généré archaïque
- GeoExt :(
OpenLayers :
- utilisé massivement chez Makina Corpus
- nos formations OpenLayers ont beaucoup de succès >
* cette bibliothèque est largement utilisée
* elle est complexe
- nos critiques émanent d'expériences concrètes, OL est souvent
trop lourd (même après compression) !
Il est bien sûr possible de réduire la taille de la biliothèque.
Il existe même des outils automatiques pour cela (eg
http://openlayerer.appspot.com/) mais attention à la gestion
des dépendances ! Le résultat est parfois inutilisable.

60. Modest Maps JS (Stamen Design, 2011)
+ léger ( ~80 ko) - sans support vectoriel
+ ultra-rapide et robuste - sans interaction
+ support mobile - une seule couche :)
Modest Maps (modestmaps.js) :
- l’extrême inverse !
- ultra-léger (19 ko gzippé)
- code minimaliste donc robuste
- sans interaction : même pas de bouton pour zoomer ! Juste une
API et des évènements !
ne fait rien ! … mais le fait bien !

61. Leaflet (Cloudmade, 2011)
+ léger (100 ko) - Tuiles ou GeoJSON/WMS
+ API simplifiée (à-la GMaps) - édition : élémentaire
+ mobile (multitouch+accel. sur iOS)
+ HTML5 Canvas (ex : 2M objets)
+ projections
+ CSS3 & Animations
+ compatible IE6 :)
- meilleur compromis
- HTML5 Canvas :
2 millions d'objets vectoriels côté client JS :
http://www.giscloud.com/blog/gis-cloud-starts-html5-mapping-revolution
rendu complet de données brutes :
http://kothic.org/js/
Attention à la charge CPU ( ~batterie sur mobiles)
- interactions édition basiques mais simples à coder –> modèle
objet clair. Ex : éditeur de lignes en une vingtaine de LOC
Également présents : tile5 (canvas), polymaps (SVG)

62. Illustrations
* Carte VéloToulouse : Leaflet + Mustache + YQL
* Livetitude : Leaflet + HTML5 websockets
* Gr@ce : Leaflet + HTML5 WebSQL et LocalStorage (offline)
Démonstrations réalisées lors de la présentation :
Carte vélo Toulouse :
http://www.makina-corpus.org/blog/carte-des-v%C3%A9los-avec-leafl
Livetitude :
https://github.com/makinacorpus/livetitude
Demo chez Heroku : http://vivid-warrior-6693.herokuapp.com/
http://www.makina-corpus.org/blog/des-cartes-collaboratives-avec-live
Livetitude permet de positionner des informations sur des cartes
de manière collaborative en temps réel, de les exporter au format
GeoJSON, de publier la carte sur une page Web...
Leaflet offline storage (en développement) :
https://github.com/CloudMade/Leaflet/issues/68#issuecomment-29733

63. Comment publier ses données ?
L'approche Google Maps : culture du Web
* Consultation d'une carte comme une page web !
* Partage d'une carte comme une image
* Survol des objets en Javascript
... en rupture avec la plupart des portails Web SIG
La publication de données spatiales sur Internet est devenue
extrêmement simple.

64. Comment publier ses données ?
L'approche privilégiée chez Makina Corpus
+ Mapnik
GeoNetwork GeoServer ~ Go Django*
~ Mo
GeoExt ~ Mo JQuery ~ Ko
OpenLayers ~ Mo Leaflet ~ Ko
- Approche OGC : seulement si adaptée ou nécessaire (e.g.
directive INSPIRE)
C'est une approche qui fonctionne et a fait ses preuves
- Problèmes :
- difficile à adapter aux besoins métier : météo (altitude),
océanographie (sous-marin), géologie (sous-sol)
- lourdeur
Approche privilégiée par Makina Corpus : utiliser des composants
léger adaptés au développement des besoins métier, et visualiser
avec des outils du monde du Web (jQuery)
* Django, Pyramid voire Drupal ou Plone suivant les besoins

65. Le projet MapBox (DevelopmentSeed, 2011)
* Orienté communication (statique, OpenData)
* TileMill (MSPaint des cartes)
* Format MBTiles (SQLite)
* Survol des objets en Javascript (UTF-Grid)
* Wax (config., légende, tooltips)
Une boite à outils flexibles, innovants … et audacieux !
Comment fonctionne les UTF-Grid ?
http://mapbox.com/mbtiles-spec/utfgrid/

66. Illustrations
* Publier un GeoJSON avec QGis et Leaflet
* Fabriquer des tuiles avec TileMill
* Afficher un fichier MBTiles avec django-mbtiles
Démonstrations réalisées lors de la présentation :
Django-mbtiles :
https://github.com/makinacorpus/django-mbtiles
La gestion de tuiles cartographiques dans Django fera l'objet
d'une conférence Makina Corpus lors des prochaines rencontres
Django 2012 :
http://rencontres.django-fr.org/2012/conferences.html#c4

67. Conclusion
* OpenStreetMap + OpenData
* Éco-système libre riche et varié
* Choix d'architecture décisifs
Remplacer Google Maps est possible.
On gagne au passage de la flexibilité, de la richesse et de la
puissance.
Surtout, c'est un choix en phase avec l'ouverture des données et
le mouvement OpenData.

68. Pour aller plus loin...

69. Géocodage
Geonames
from geopy import geocoders
gn = geocoders.GeoNames()
gn.geocode('Mirail Toulouse')
(u'Le Mirail, B3, FR', (43.5764114330089, 1.3945770263671875))
Nominatim
$ curl "http://open.mapquestapi.com/nominatim/v1/search?
format=json&q=Mirail%20Toulouse"
[{"place_id":"697188","lat":"43.5763978","lon":"1.3916297",
... , ...}]
Plusieurs solutions existent pour le géocodage à partir de
données libres.
Open MapQuest est la plus aboutie.

70. Itinéraires
* Open MapQuest http://open.mapquest.com
* OpenRouteService http://www.openrouteservice.org
* Yours http://www.yournavigation.org
* Cloudmade http://maps.cloudmade.com
Plus d'informations sur
http://wiki.openstreetmap.org/wiki/Routing

71. Street View ?
* Do It Yourself streetview, FOSSGIS 2012, Germany
http://www.diy-streetview.com
Il n'y a pas encore d'équivalent libre de Street View.
DIY streetview http://www.diy-streetview.com semble actif
OpenView http://openviewproject.org/ est en sommeil

72. Remplacer Google Maps
par des solutions libres ?
Est-ce bien raisonnable ?
Les solutions techniques et les données existent.
Est-il cependant concevable de se passer de Google Maps en
utilisant des logiciels et des données libres ?

73. Pistes cyclables OSM
Pistes cyclables Google
Les applications et les cartes spécialisées sont plus faciles à
réaliser.
Comparer ici les données sur les pistes cyclables dans
OpenStreetMap et dans Google Maps.
(vue de Toulouse, le 06/02/2012)

74. OpenStreetMap permet d'enregistrer des données de toute
nature comme l'accessibilité en fauteuil.
Il devient possible de produire des cartes et des outils spécialisés.

75. ... mais sûrement,
la qualité ne peut pas être aussi bonne... ?
Une bande d'amateurs peut-elle vraiment produire des données
plus efficacement que le géant Google ?
En Europe, les données OpenStreetMap sont beaucoup plus riches,
variées et souvent de meilleure qualité que celle de Google Maps
Une bonne partie des amateurs contribuant à OpenStreetMap
sont aussi des professionnels qualifiés (SIG, urbanistes,
développeurs informatiques...)
Les contributeurs sont nombreux (> 500 000) et motivés
Des entités publiques et privées contribuent leur données
(cadastre, ville de Brest, ville de Toulouse...)

76. Dans Google Maps :
* la rue Alaric II est devenue une impasse
Il est fréquent de trouver des erreurs dans les jeux de données de Google Maps
(capture de Toulouse, le 06/02/2012)
Loin de nous l'idée de dire qu'OpenStreetMap est parfait.
Nous tenons simplement à souligner dans les diapos suivantes qu'il est aisé de
trouver des erreurs dans la solution qui domine aujourd'hui le marché.
Si vous trouvez des erreurs ou surtout des omissions dans OSM, nous vous
encourageons à les corriger vous-même sur http://www.openstreetmap.org/

77. dans Google Maps :
* une société privée s'est installée dans la mairie
* la pharmacie du Capitole n'est pas au bon angle de la place
(capture de Toulouse, le 06/02/2012)

78. dans Google Maps :
* la mairie remplace l'école maternelle Lakanal
(capture de Toulouse, le 06/02/2012)

79. Google Maps :
mélange le français et l'occitan
Google Maps a fréquemment des problèmes avec les noms propres
et les langues
L'avantage d'OpenStreetMap est que la collecte des informations
est généralement faite par des autochtones...

80. Merci
Mathieu Leplatre
@leplatrem