Worldlex Wiki De nombreux aspects de sa proposition ont été mis en œuvre, comme par exemple les navigateurs géographiques de globes virtuels tels que NASA World Wind , Google Earth et Bing Maps 3D de Microsoft, utilisés à des fins commerciales, sociales et scientifiques. Cependant, le discours de Gore esquissait une interconnexion véritablement mondiale et collaborative des systèmes, qui reste à concrétiser. Cette vision a été continuellement interprétée et définie par la communauté mondiale croissante qui s'y intéresse, décrite ci-dessous. La Terre numérique imaginée dans ce discours a été définie comme une « vision organisatrice » visant à orienter les scientifiques et les technologues vers un objectif commun, promettant des avancées substantielles dans de nombreux domaines scientifiques et techniques, à l'instar des autoroutes de l'information .
Une perspective émergente
Deux extraits notables de la Déclaration de Pékin sur la Terre numérique, ratifiée le 12 septembre 2009 lors du 6e Symposium international sur la Terre numérique à Pékin :
- « La Terre numérique fait partie intégrante d'autres technologies de pointe, notamment : l'observation de la Terre, les systèmes d'information géographique, les systèmes de positionnement global, les réseaux de communication, les réseaux de capteurs , les identificateurs électromagnétiques, la réalité virtuelle, le calcul distribué, etc. Elle est considérée comme un contributeur stratégique mondial aux développements scientifiques et technologiques et jouera un rôle de catalyseur dans la recherche de solutions aux problèmes scientifiques et sociétaux internationaux. »
- « La Terre numérique devrait jouer un rôle stratégique et durable pour relever les défis auxquels la société humaine est confrontée, tels que l’épuisement des ressources naturelles, l’insécurité alimentaire et hydrique, les pénuries d’énergie, la dégradation de l’environnement , la réponse aux catastrophes naturelles, l’explosion démographique et, en particulier, le changement climatique mondial. »
Terre numérique de nouvelle génération
Un groupe de scientifiques internationaux spécialisés en géographie et en environnement, issus des secteurs public, privé et universitaire, réunis par l’Initiative Vespucci pour le développement des sciences de l’information géographique et le Centre commun de recherche de la Commission européenne , a récemment publié « La Terre numérique de nouvelle génération », un document de position qui propose ses huit éléments clés :
- Non pas une seule Terre numérique, mais de multiples globes/infrastructures interconnectés répondant aux besoins de différents publics : citoyens, communautés, décideurs politiques, scientifiques, éducateurs.
- Axé sur la résolution de problèmes : par exemple, l’environnement, la santé, les domaines d’intérêt sociétal, et transparent quant aux impacts des technologies sur l’environnement.
- Permettre une recherche dans le temps et l'espace pour trouver des situations similaires/analogues avec des données en temps réel provenant à la fois de capteurs et d'humains (différent de ce que peuvent faire les SIG existants, et différent de l'ajout de fonctions analytiques à un globe virtuel)
- Poser des questions sur le changement, identifier les anomalies dans l'espace, tant dans le domaine humain qu'environnemental (signaler en temps réel les éléments qui ne sont pas cohérents avec leur environnement).
- Permettre l'accès aux données, aux informations, aux services et aux modèles, ainsi qu'aux scénarios et aux prévisions : des requêtes simples aux analyses complexes dans les domaines environnementaux et sociaux.
- Faciliter la visualisation de concepts abstraits et de types de données (par exemple, faibles revenus, mauvaise santé et sémantique).
- Fondé sur l'accès ouvert et la participation à travers de multiples plateformes technologiques et médias (par exemple, texte, voix et multimédia)
- Un lieu stimulant, interactif et exploratoire, un véritable laboratoire d'apprentissage et d'éducation et de sciences multidisciplinaires.
Principaux développements
Des progrès significatifs vers la Terre numérique ont été réalisés au cours de la dernière décennie, comme le montre un article de synthèse de Mahdavi-Amiri et al., incluant des travaux dans les catégories suivantes :
Infrastructure de données spatiales (IDS)
Le nombre d' infrastructures de données spatiales ( IDS ) n'a cessé de croître depuis le début des années 1990, notamment grâce aux normes d'interopérabilité maintenues par l' Open Geospatial Consortium et l' Organisation internationale de normalisation (ISO). Parmi les initiatives récentes visant à interconnecter et coordonner les IDS, on peut citer l'Infrastructure for Spatial Information in Europe (INSPIRE) et l' Initiative UNSDI du Groupe de travail des Nations Unies sur l'information géographique (UNIGWG) . Entre 1998 et 2001, le Groupe de travail inter-agences sur la Terre numérique (IDEW), présidé par la NASA, a contribué à cette croissance en se concentrant particulièrement sur les questions d'interopérabilité , donnant notamment naissance à la norme Web Map Service .
Navigateurs géographiques
L’utilisation scientifique des globes virtuels géoréférencés tels que Google Earth , World Wind de la NASA et ArcGIS Explorer d’ ESRI a connu une croissance significative grâce à l’amélioration de leurs fonctionnalités et à l’adoption du format KML comme norme de facto pour la visualisation des globes. De nombreux exemples sont disponibles sur la page Google Earth Outreach Showcase .
Réseaux de capteurs
Les géocapteurs sont définis comme « tout dispositif recevant et mesurant des stimuli environnementaux pouvant être géoréférencés » . De vastes réseaux de géocapteurs sont en place depuis de nombreuses années, mesurant les phénomènes de surface, hydrologiques et atmosphériques. L’avènement d’Internet a entraîné une forte expansion de ces réseaux , et des initiatives telles que le Système mondial des systèmes d’observation de la Terre (GEOSS) visent à les interconnecter.
Information géographique volontaire (IGV)
Le terme « information géographique participative » a été forgé en 2007 par le géographe Michael Goodchild [ désigner le volume croissant de contenus géoréférencés, à vocation sociale et scientifique, générés par les utilisateurs et mis à disposition sur le Web par des individus et des groupes, experts ou non. Ce phénomène est perçu comme un géoweb émergent qui fournit des interfaces de programmation d'applications (API) aux développeurs de logiciels et des logiciels de cartographie Web de plus en plus conviviaux aux scientifiques comme au grand public.
Communauté internationale
L’ International Journal of Digital Earth est une revue de recherche à comité de lecture, lancée en 2008, qui traite de la science et de la technologie de la Terre numérique et de ses applications dans toutes les grandes disciplines.
La Société internationale pour la Terre numérique est une organisation internationale apolitique, non gouvernementale et à but non lucratif, dont l'objectif principal est la promotion des échanges universitaires, de l'innovation scientifique et technologique, de l'éducation et de la collaboration internationale.
Plusieurs symposiums internationaux sur la Terre numérique (ISDE) ont été organisés. On compte sept symposiums ISDE et trois sommets sur la Terre numérique. Les actes de plusieurs d'entre eux sont disponibles. Le 7e symposium s'est tenu à Perth, en Australie-Occidentale, en 2011. Le 4e sommet sur la Terre numérique a eu lieu à Wellington, en Nouvelle-Zélande, en septembre 2012.
Modèle numérique de référence de la Terre (DERM)
- Partitionnement discret utilisant un maillage de cellules régulier ou irrégulier, un pavage ou une grille ;
- Acquisition de données utilisant la théorie du traitement du signal ( échantillonnage et quantification ) pour attribuer des valeurs binaires à partir de sources analogiques continues ou d'autres sources numériques aux partitions cellulaires discrètes ;
- Un ordre ou une dénomination des cellules qui peut fournir à la fois un index spatial unique et une adresse de localisation géographique ;
- Un ensemble d' opérations mathématiques construites sur l'indexation pour les transformations algébriques, géométriques, booléennes et de traitement d'images, etc.
L'Open Geospatial Consortium (OGC) propose une norme de système de référence spatiale basée sur le DERM, appelée système de grille globale discrète (DGGS). Selon l'OGC, « un DGGS est un système de référence spatiale qui utilise une tessellation hiérarchique de cellules pour partitionner et adresser le globe. Les DGGS sont caractérisés par les propriétés de leur structure cellulaire, leur géocodage, leur stratégie de quantification et les fonctions mathématiques associées. La norme DGGS de l'OGC prend en charge la spécification d'infrastructures DGGS standardisées permettant l'analyse intégrée de données géospatiales distribuées, multidimensionnelles, multi-sources et multi-résolution de très grande taille. L'interopérabilité entre les implémentations DGGS de l'OGC est prévue grâce aux encodages d'interface d'extension des services Web de l'OGC. » [ , le DGGS est une grille d'information discrète et hiérarchique dotée d'un système d'adressage (ou d'indexation) attribuant des adresses uniques à chaque cellule sur l'ensemble du domaine DGGS.
Arrière-plan
États-Unis
Les développements technologiques qui sous-tendent le cadre technologique actuel de la Terre numérique trouvent leur origine dans les progrès de l'informatique aux États-Unis, fruits de la compétition de la Guerre froide , de la course à l'espace et des innovations commerciales. De nombreuses innovations sont ainsi imputables aux entreprises travaillant pour le Département de la Défense ou la NASA . Cependant, les fondements philosophiques de la Terre numérique sont davantage liés à la prise de conscience accrue des changements globaux et à la nécessité de mieux appréhender les enjeux de la durabilité pour la survie de la planète. Ces racines remontent à des visionnaires tels que Buckminster Fuller , qui proposa il y a un demi-siècle le développement d'un géoscope , instrument analogue à un microscope, destiné à examiner et à améliorer notre compréhension de la planète Terre .
De l'automne 1998 à l'automne 2000, la NASA a piloté l'initiative américaine Digital Earth en collaboration avec d'autres agences gouvernementales, notamment le Comité fédéral des données géospatiales (FGDC). Le développement consensuel de normes, de protocoles et d'outils par le biais d'initiatives de bancs d'essai coopératifs a constitué le principal processus de progression de cette initiative au sein de la communauté gouvernementale.
En 1999, la NASA fut choisie pour diriger le nouveau Groupe de travail inter-agences sur la Terre numérique (IDEW), en raison de sa réputation d'innovation technologique et de son intérêt pour l'étude des changements planétaires. Cette nouvelle initiative fut rattachée au Bureau des sciences de la Terre de la NASA . Cette orientation stratégique était jugée essentielle pour harmoniser les efforts de plus de 17 agences gouvernementales et faire du développement durable et des applications axées sur la Terre un principe directeur du projet de Terre numérique. Les composantes du développement d'interfaces graphiques 3D pour la Terre furent réparties entre différents secteurs technologiques afin de stimuler la collaboration. Bien qu'initialement réservées au personnel gouvernemental, les organisations industrielles et universitaires furent parmi les premières à participer aux ateliers de l'IDEW pour discuter de sujets tels que la visualisation, la fusion d'informations , les normes et l'interopérabilité, les algorithmes de calcul avancés, les bibliothèques et musées numériques . En mars 2000, lors d'une réunion spéciale de l'IDEW organisée par Oracle Corporation à Herndon, en Virginie , des représentants de l'industrie présentèrent plusieurs prototypes prometteurs de visualisation 3D. En deux ans, ces images ont captivé un public international, notamment Kofi Annan et Colin Powell , issus des sphères gouvernementales, économiques, scientifiques et médiatiques, qui ont commencé à acquérir les premiers navigateurs géographiques commerciaux. De même que les spectaculaires photographies du lever de Terre prises par Apollo ont offert aux nouvelles générations une image inspirante de la Terre, leur permettant d'apprécier la fragilité de notre biosphère, les images numériques de la Terre en 3D ont commencé à inspirer un nombre croissant de personnes, leur faisant entrevoir la possibilité de mieux comprendre et, peut-être, de sauver notre planète. L'intégration des données satellitaires dans les outils spatiaux disponibles sur le marché a considérablement amélioré notre capacité à cartographier, surveiller et gérer les ressources de notre planète et a permis d'unifier la vision de la Terre numérique.
Après la défaite d'Al Gore à l' élection présidentielle de 2000 , la nouvelle administration considéra le nom de code « Terre numérique » comme un handicap politique. Au sein du FGDC, « Terre numérique » fut relégué à un rôle minoritaire, servant principalement à définir des modèles de référence pour la visualisation 3D.
Chine
En 1999, avec le plein soutien du gouvernement chinois, le premier Symposium international sur la Terre numérique, organisé à Pékin, a permis de mobiliser la communauté internationale en faveur de la mise en œuvre de la vision de la Terre numérique d'Al Gore, présentée un an auparavant. Des centaines de villes virtuelles, créées par les gouvernements et les universités, ont ainsi vu le jour. En Chine, la Terre numérique est devenue une métaphore de la modernisation et de l'automatisation par l'informatique, ce qui a conduit à son intégration dans un plan de modernisation quinquennal. Issue de la communauté chinoise de télédétection satellitaire , l'expertise en matière de Terre numérique s'est étendue à de nombreuses applications, notamment la prévision des inondations, la modélisation des nuages de poussière , les évaluations environnementales et l'aménagement urbain . La Chine est omniprésente à toutes les conférences internationales sur la Terre numérique depuis lors et a récemment fondé la Société internationale pour la Terre numérique, l'une des premières ONG créées par l' Académie chinoise des sciences . En 2009, le Symposium international sur la Terre numérique s'est tenu à nouveau à Pékin pour sa 6e édition.
Les Nations Unies
En 2000, le Programme des Nations Unies pour l'environnement (PNUE) a lancé le projet « Terre numérique » afin d'améliorer l'accès à l'information pour le Secrétaire général de l'époque, Kofi Annan , et le Conseil de sécurité des Nations Unies . Le PNUE a encouragé l'utilisation des technologies géospatiales en ligne permettant d'accéder aux informations environnementales mondiales, en lien avec les enjeux de politique économique et sociale . Une réorganisation des données et des ressources d'information du PNUE a été entreprise en 2001, s'appuyant sur l'architecture GSDI/DE pour un réseau de bases de données distribuées et interopérables, créant ainsi un cadre de serveurs interconnectés. Ce concept reposait sur l'utilisation d'un réseau croissant de logiciels de cartographie et de bases de données en ligne, doté de fonctionnalités avancées permettant de relier les outils et applications SIG. UNEP.net , lancé en février 2001, a offert au personnel des Nations Unies un accès sans précédent à des ressources de données environnementales de référence et a servi d'exemple aux autres membres de la communauté onusienne . Cependant, une interface utilisateur universelle pour UNEP.net, adaptée aux membres du Conseil de sécurité non scientifiques, n'existait pas encore. Le PNUE a commencé à tester activement des prototypes de navigateur géographique au milieu de l'année 2001, avec une présentation à la communauté africaine lors de la 5e Conférence africaine sur les SIG à Nairobi, au Kenya, en novembre 2001. Keyhole Technology, Inc. (rachetée en 2004 par Google et devenue Google Earth ) a été chargée de développer et de présenter la première Terre numérique interactive en 3D couvrant l'ensemble du globe, à partir de données issues d'une base de données distribuée hébergée sur des serveurs répartis sur toute la planète. Un effort concerté au sein de la communauté des Nations Unies, par le biais du Groupe de travail sur l'information géographique (UNGIWG) , a immédiatement suivi, incluant l'acquisition des premiers systèmes Keyhole dès 2002. Le PNUE a organisé d'autres démonstrations publiques de ce système de Terre numérique préliminaire lors du Sommet mondial pour le développement durable en septembre 2002 à Johannesburg, en Afrique du Sud . Afin de définir une approche d'ingénierie pour le développement systémique du modèle de Terre numérique, des recommandations ont été formulées lors de la 3e réunion de l'UNGIWG, en juin 2002 à Washington, D.C., préconisant la création d'un document sur les exigences fonctionnelles des utilisateurs de navigateurs géographiques. Cette proposition a été communiquée au secrétariat de l'ISDE à Pékin et au comité d'organisation du 3e Symposium international sur la Terre numérique , et un accord a été trouvé avec l' Académie chinoise des sciences.-le Secrétariat a parrainé l'organisation de la première des deux réunions sur le navigateur géographique Digital Earth.
Japon
Le Japon, sous l'impulsion de l'université Keio et de la JAXA , a également joué un rôle international majeur dans le domaine de la Terre numérique, contribuant à la création du Réseau Asie numérique dont le secrétariat est basé à Bangkok afin de promouvoir la coopération et les initiatives régionales. Dans la préfecture de Gifu, les citoyens partagent des informations depuis leurs smartphones sur des programmes communautaires de la Terre numérique, abordant des sujets aussi variés que l'observation des premières lucioles au printemps ou la localisation des rampes d'accès pour personnes handicapées obstruées.