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Automatiser l’accès aux données et traitements

distribués

Apport du standard OGC Web Processing Service

Hervé Caumont02 Décembre 2009

© ERDAS, Inc. A Hexagon Company. All Rights Reserved 2

OGC Web Processing Service (WPS)Définition

Le standard WPS définit une interface pour la publication de traitements géospatiaux, et facilite la réalisation d’applications clientes qui peuvent découvrir et se connecter à ces traitements.

Les traitements : algorithmes, opérations ou modèles qui opèrent sur des données , raster ou vecteur à référence spatiale.

La publication d’un traitement implique de rendre disponible des paramètres d’accès (machine-readable) ainsi que des métadonnées de découverte et d’utilisation du service (human-readable).

Les données : accédées en réseau ou locales au serveur.

Le rôle de la spécification est de contribuer à l’automatisation des processus qui impliquent des données et traitements géospatiaux.

Les mécanismes (OWS HTTP Get/Post, et WSDL/SOAP) : identifier les données géo-référencées requises pour un traitement, démarrer un traitement, et gérer les résultats de traitement de façon à ce qu’une application cliente puisse y accéder.


OGC Web Processing Service (WPS)Bref historique du standard

• 2004: premier prototype (Agri-Food Canada)

• 2005: WPS Interoperability Experiment (05-051r1)

• 2005: OGC WPS 0.4 (05-007r4 Discussion Paper)

• 2007: OGC WPS 1.0 (05-007r7)

• 2008: Corrigendum (08-091r6)


Exemples de cas d’utilisationhttp://www.ogcnetwork.net/ (‘WPS’)“Business Logic for Geoprocessing of Distributed Geodata”, 2006

“Case Study: Geospatial Processing Services for Web-based Hydrological Applications”, 2008

“A Toponym Resolution Service Following the OGC WPS Standard”, 2008

“Draft Technical Guidance for INSPIRE Coordinate Transformation Services”, 2008

“Orchestrating Grid Computing Enabled Web Processing Services”, 2008

“Towards generalization processes of LiDAR data based on GRID and OGC WPS”, 2009


Exemples de cas d’utilisationhttp://www.ogcnetwork.net (‘GEOSS AIP’)

Entrées

SortiesTraitement


Exemples de cas d’utilisation ERDAS Spatial Modeler & Apollo WPS 1.0

+ ++ +

+ ++ +

Data Store

+ ++ +

+ ++ +

Data StoreNumerous Remote Clients

OGC Catalog Services

Rules Base

Server Deployed Spatial Engines

OGC Access Services

Facilitator/Expert

Edition

Publication


Approche industrielle ERDAS Spatial Modeler & Apollo WPS 1.0• Objectif: élargir le « business model » des technologies

de traitements spatiaux (PCs serveurs), adresser de nouveaux contextes organisationnels, acteurs en réseau

• 2007-2008 : Contribution à l’initiative OWS-5 sur le thème Geoprocessing Workflow

• 2008-2009 : Sponsoring de l’initiative OWS-6 dont l’un des axes de développement a concerné la définition de profils WPS (« WPS Profiles - Conflation; and Grid processing »)

• 2009-2010 : Industrialisation de l’interface WPS 1.0 pour le moteur de traitements « ERDAS Imagine Spatial Modeler »


Interface du service ERDAS Spatial Modeler & Apollo WPS 1.0• publish (/remove): extension à l’interface (de

type WPS-T) pour ‘uploader’ un traitement sur le serveur (processDescription + opaque data) ou pour l’effacer

• getCapabilities: identifiants des traitements supportés par le serveur (nom, résumé, mots clés)

• describeProcess: résumé , et formats associés aux entrées et sorties d’un traitement (mimetype, encoding, schema, literal, boundingBox)

• execute: exécuter un traitement (nom du traitement, entrées requises)


Contexte organisationnel & scénario Gestion de situation de crise

Opérateursatellite

Gestion du territoire

Sécuritécivile

Ortho-rectification

WPS

Occupation du sol

BD Postes de secours

Distances, itinéraires

Images récentes

Analyse spatiale

Zonesd’évacuation

héliportée

Besoin

Soutien aux Opérations Décideur

Portail d’aide à la décision

12

Situation sur le terrain

Acteurs en réseau


Contexte organisationnel & scénario Demande d’aide à la décision

• Un profil ‘analyste’ (soutien aux opérations) reçoit une demande d’aide à la décision sur des zones d’évacuation héliportée possibles occupation du sol + MNT.

• Il conçois via une interface d’édition graphique des algorithmes et modèles spatiaux complexes, pour créer une chaine de modèles et les publier sur le serveur WPS.

• Un seul process WPS peut alors regrouper un chaine de traitement complète d’aide à la décision (i.e. hydrologie, détection de changements, analyse et rendu de données terrain 3D…).


Edition (slope model + terrain analysis)

Geospatial Functions Geospatial Functions

• Buffering• Zonal Functions• If / Then Analysis• Advanced Terrain Analysis: - CCM - HLZ - Cover and Concealment

Ortho & Mosaics Ortho & Mosaics

• Reprojection• Ortho-Rectification• Mosaicking

Feature Extraction Feature Extraction

• Image Enhancement• Band Adjustment• Band Ratios (NDVI, etc…)• Feature Extraction• Change Detection

• Shaded/Painted Relief• Line of Sight• Intervisibility• Anaglyphs

Elevation modelsElevation models


Publication

1 – Connection au Server

2 – Definition des Métadonnées


Publication (input args : DEM, landcover)

3 – Définition des arguments du traitement WPS, dont les descriptions et valeurs par défaut à présenter aux utilisateurs

4 – Définition des requêtes CS-W Catalog pour chaque entrée Coverage du traitement


Publication (arguments du traitement)


WPSCS-WWCSWMS

Contexte organisationnel & scénario Niveaux d’interopérabilité

Soutien aux Opérations Décideur

Opérateursatellite

Gestion du territoire

Sécuritécivile

Ortho-rectification

Occupation du sol

Postes de secours

Distances, itinéraires

Images récentes

Zonesd’évacuation

héliportée

Analyse spatiale:

Produits à valeur ajoutée

Autres sources temps réel

3

4 5

6Portail d’aide à

la décision


Contexte organisationnel & scénario Niveaux d’interopérabilité

• Le soutien aux opérations visualise une zone d’intérêt, puis accède à une liste des traitements exposés par le serveur, et consulte les métadonnées de description de ces services

• Sélection d’un traitement déclenche une recherche catalogue sur les critères de description des entrées du traitement, et retourne les résultats du catalogue correspondants

• Sélection d’une entrée catalogue (‘add as process input’) et complétion automatique d’un paramètre d’entrée du traitement


Exécution depuis un navigateur Web

WPS Process ViewAffichage des processus disponibles selon les droits utilisateur

Selected Process DescriptionDescription du modèle sélectionné

Process Arguments Affichage des arguments du traitement, avec les valeurs par défaut, et la mise en évidence des champs à compléter

Input Data Search ResultsPour chaque “coverage” nécessaire à l’exécution du process, affiche les résultats de recherche catalogue (stored CSW query) pour lazone consultée. Guide l’utilisateur pour sélectionner une entrée valide.


WPS Apollo Intégration avec le catalogue de données

• Lors de la publication d’un modèle de traitement depuis ERDAS Imagine, l’analyste stocke une requête CS-W pour chaque entrée du modèle, afin de filtrer pour l’utilisateur final une liste de données valides qui existent dans le catalogue (i.e. image Multispectrale avec les bandes Rouge et NIR; modèle numérique de terrain à 10 mètres de résolution…)

• Le client Web lance ces requêtes CS-W (ainsi qu’une requête spatiale définie par la navigation sur la carte de contexte) pour afficher dynamiquement une liste des entrées valides liée à la navigation sur la carte


WPS Apollo Workflow d’intégration de services

CS-W

WCS

Plugable algorithm

Plugable algorithm

Plugable algorithm

GetCoverage

Find Matching data

WPS

Client Application

Do Process

Result

List processes

WMSServe results

Catalog results

View results


Find, Describe, Catalog & Deliver Geospatial Data, Web Services & Geo-Processing

ProcessingEngines

RulesBasedEngine

SensorModel

Support

ERDAS Geospatial Enterprise Platform

Mobile AppsFor Field Update

OraclePostGISFiles

ImageCompressor

OrthoColor

Balance&

Mosaic

MetadataCatalog

RasterI/O&

NITF

IMAGINE / ERMAuthor & Publish

Models

GoogleEarth

VirtualEarth

Web App FrameworkData Management

Application and SDK

MSSQL

ESRIGeoDB

ArcMapTITAN

CS-W WPS

FeatureEditing

FeaturePortrayal

Engine

http://

WWW

WMSWFS-T

JPIPECW-P

WMSWCS

TITANGeoHub


Exploitation par les applicationsLes modèles de traitements spatiaux sont accessibles en ligne et exécutables à la demande par des applications 2D et 3D qui intègrent l’interface de consultation de catalogue (CS-W) et l’interface de paramétrage des traitements (WPS).


Standard OGC WPS 1.0Application Profiles

• Profil d’Application (WPS Application Profile)• Ex: internet Spatial Modeling Service (iSMS)

• Facilite la création d’applications clientes:1. Restriction des entrées ComplexData (concerne les paramètres de

traitement et les données d’entrée passées via la méthode “Publish”, optionelle)

2. Description d’un moyen de communiquer ces contraintes aux applications clientes (pour la construction de leur interface utilisateur)

3. Description d’un moyen de communiquer une taxonomie pour les traitements appartenant à ce profil d’application WPS

• Interopérabilité / URN identifier• urn:ogc:def:processGroup:ERDAS:iSMS:1.0


Standard OGC WPS 1.0Points ouverts – API WPS

• Une API (remote) propose les méthodes pour accéder à :• la publication des traitements• la description des traitements• et l’éxécution des requêtes

• Une fonction “removeProcess” a été ajoutée à l’interface

• Un mécanisme de sécurité a été ajouté à l’opération “execute” pour contrôler les droits utilisateur sur un traitement particulier


Standard OGC WPS 1.0Points ouverts – Extension réalisée

• La spécification WPS actuelle définit un modèle “à plat” des entrées/sorties

- Suffisant pour de nombreux processus- Insuffisant pour exploiter de multiples occurences d’une même

entrée (p.e. des dates d’acquisition d’une même scène)• Inconvenient de devoir définir de nouveaux schémas

XML “custom” pour chaque message complexe à gérer.• Ajout d’un type “structured” aux types déjà définis

- Conteneur d’un ensemble des entrées (ou sorties) spécifiées- Réutilise les définitions existantes, sans ajouter de complexité

• Ce support de données structurées peut être optionel• Les schémas WPS existants sont étendus en ce sens

• wpsDescribeProcess_responsenew.xsd • wpsExecute_requestnew.xsd


Standard OGC WPS 1.0Points ouverts – Moteurs de traitement• La spécification WPS offre une grande variété de types

d’entrée, comme des simples “literal”, des références vers des ressources distantes, des fragments XML ou des données encapsulées.

• Le canevas d’intégration ERDAS APOLLO offre un “InputHelper” fournissant une approche uniforme pour gérer les références et les données encapsulées

• Le canevas interprète les types d’entrées et sorties définis dans la spécificaation WPS, alimente la requête “execute” avec les entrées trouvées, et la complète avec les entrées optionnelles si une valeur par défaut leur a été affectée. 1. Pour les types “simple” et “envelope”2. Pour les types fragments XML, le canevas réalise un parsing et

en délivre l’élément racine comme entrée.3. Pour les types binaires, le canevas réalise un parsing et en

délivre un flux ou une structure de donnée.


Standard OGC WPS 1.0Points ouverts – vers WPS 2.0

• Charter : traiter la vingtaine de « change requests » remontés sur la v1.0, objectif juin 2010.

• CR087 - Pas de mécanisme standard pour annuler une requête “execute”

• CR095 - Application profiles• CR098 – Moyen de determiner les capacités de

traitement du serveur• CR099 – Capacité à réserver un serveur• CR102 - RESTful WPS• …


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