Un élément essentiel des espaces de données – ceux qui soutiennent la stratégie du Pacte vert européen ou au-delà – sera leur gestion des séries de données dynamiques provenant de nombreuses sources différentes, telles que divers capteurs. Pour permettre une communication interopérable entre ces séries de données, ainsi que pour faciliter leur interprétation et leur (ré)utilisation, l'Open Geospatial Consortium (OGC) a développé il y a longtemps la norme API SensorThings. Dans cet article, la norme est présentée ainsi que les développements prévus et les premiers résultats de deux projets Horizon Europe sur les espaces de données du Pacte vert dans lesquels l'OGC est impliqué : « All Data for Green Deal » (AD4GD) et « Urban Data Space for Green Deal » (USAGE).
Le Pacte vert européen et les stratégies de données numériques
Le Pacte vert pour l’Europe vise à faire évoluer l’Europe vers une économie et une gouvernance durables et économes en ressources tout en améliorant le bien-être des citoyens. Plusieurs objectifs doivent contribuer à l’objectif principal, notamment : transformer l’économie et les sociétés ; rendre les transports durables pour tous ; innover dans l’industrie ; nettoyer les systèmes énergétiques ; rénover les bâtiments pour des modes de vie plus écologiques ; travailler avec la nature pour préserver la planète ; et stimuler les actions mondiales en faveur du climat. Les objectifs du Pacte vert pour l’Europe sont, quant à eux, conformes aux Objectifs de développement durable des Nations Unies.
Les données, en particulier les données dynamiques provenant de capteurs, jouent un rôle essentiel dans le suivi, l’analyse et la compréhension de l’état et de l’évolution des secteurs susmentionnés, de l’influence des politiques et des décisions proposées, ainsi que dans la simulation et la mesure de l’efficacité des mesures, des modèles ou des conditions nouvellement appliqués.
En outre, en utilisant des protocoles ouverts et des pratiques de gestion des données alignées sur les Principes de données FAIR de la trouvabilité, de l’accessibilité, de l’interopérabilité et de la réutilisabilité, augmente l’efficacité et soutient mieux la démocratie grâce à la transparence et à l’accessibilité des données.
La numérisation est reconnue comme un soutien puissant au Pacte vert européen et aux Objectifs de développement durable – à condition de suivre une stratégie garantissant une utilisation et une gestion efficaces et optimisées des données numériques et des outils associés. La stratégie européenne pour les données et de la Espaces de données européens les politiques visent à régir, définir et soutenir cette numérisation vers un partage et une utilisation des données justes, conscients et efficaces.
OGC SensorThings API:un modèle ouvert pour les données des capteurs
Le OGC SensorThings API a été développé par le groupe de travail standard OGC SensorThings en tant que norme ouverte qui permet la gestion, le stockage, le partage et l'analyse basés sur le Web des données d'observation des capteurs basées sur l'Internet des objets (IoT).
Le OGC SensorThings API se compose d'un modèle de données et d'une API répartis sur deux documents : (1) la partie Sensing et (2) la partie Tasking (actuellement en phase de planification). La partie Sensing permet aux appareils et applications IoT de créer, lire, mettre à jour et supprimer des données et des métadonnées IoT dans un service SensorThings.
Le modèle de données des entités SensorThings est basé sur le Modèle d'observation et de mesure (O&M) OGC/ISO [OGC 10-004r3 et ISO 19156:2011]. Le modèle peut être compris comme suit : une « observation » est modélisée comme un flux de données connecté à un « capteur » et à un « objet » qui produit un « résultat » (alias « ObservedProperty ») dont la valeur est une estimation d'une propriété de la « cible d'observation » (alias « FeatureOfInterest »).
Par exemple : lors de la mesure de la température dans une pièce, l'« observation » désigne chaque mesure ou valeur de données à un moment donné ; le « capteur » désigne le thermomètre ; l'« objet » désigne l'appareil qui lit et transmet la mesure du thermomètre ; et le « résultat » (ObservedProperty) désigne la température mesurée par le capteur. L'ObservedProperty est associée à la « cible d'observation » (FeatureOfInterest), dans ce cas, la partie de la pièce dans laquelle se trouve le capteur.
Une instance d'observation est classée par son heure d'événement, FeatureOfInterest, ObservedProperty et la procédure utilisée (souvent un capteur). De plus, les « objets » sont également modélisés dans l'API SensorThings et sa définition suit la définition de l'UIT-T : «un objet du monde physique (choses physiques) ou du monde de l'information (choses virtuelles) qui peut être identifié et intégré dans des réseaux de communication”[UIT-T Y.2060]. Les emplacements géographiques des objets sont utiles dans presque toutes les applications (en particulier dans la télédétection, où l'objet mesuré est très éloigné de l'appareil réel) et, par conséquent, sont également inclus.
API SensorThings pour les espaces de données Green Deal : les projets USAGE et AD4GD
Parmi les exemples récents d’adoption de la norme API SensorThings, on peut citer deux projets Horizon Europe – auxquels l’OGC participe en tant que partenaire du consortium – qui visent à fournir des solutions pour l’espace de données du Green Deal : « Espace de données urbaines pour le Green Deal » (USAGE), ainsi Toutes les données pour le Green Deal (AD4GD).
En utilisant des normes d'interopérabilité et d'intégration des données/services, USAGE fournira des solutions qui rendront les données environnementales et climatiques à l'échelle de la ville trouvables, accessibles, interopérables et réutilisables (FAIR). Cela signifie innover dans les mécanismes de gouvernance, les dispositifs consolidés, les outils basés sur l'IA et l'analyse des données pour mieux partager, accéder et utiliser les données à l'échelle de la ville générées par l'observation de la Terre, l'Internet des objets, les sources faisant autorité et les sources participatives.
Les cas d'utilisation d'USAGE s'étendront de la mobilité liée à la pollution atmosphérique aux stratégies d'atténuation du changement climatique (comme la minimisation de l'impact des îlots de chaleur urbains et de l'augmentation des inondations) ainsi qu'à la gestion intelligente du trafic. Les pilotes et cas d'utilisation d'USAGE incluent les villes de Ferrare (Italie), Saragosse (Espagne), Graz (Autriche) et Louvain (Belgique). À Ferrare, initiatives scientifiques citoyennes avec des lycées et des bénévoles sont déjà prévus pour soutenir les cas d'usage USAGE et la biodiversité.
AD4GD vise à co-créer un espace de données Green Deal avec les parties prenantes et les utilisateurs finaux. L'un des principaux objectifs du projet est l'intégration des données de la science citoyenne avec les observations in situ, les résultats des modèles d'intelligence artificielle et les données de télédétection. AD4GD s'appuiera sur les normes et les technologies sémantiques pour atteindre cet objectif.
Les pilotes et cas d'utilisation d'AD4GD incluent la qualité de l'eau dans les lacs de Berlin (Allemagne), la biodiversité dans la zone métropolitaine de Barcelone (Espagne) et la qualité de l'air avec des capteurs à faible coût dans le nord de l'Italie.
La mise en œuvre de l'API SensorThings est un élément essentiel des deux projets. Les capteurs fournissent des données essentielles pour plusieurs cas d'utilisation traités, notamment pour la qualité de l'air, la qualité de l'eau, l'état du trafic, le suivi des espèces animales, les paramètres météorologiques et environnementaux, etc.
En utilisant un protocole ouvert et partagé pour communiquer les données, comme la norme API SensorThings, les données requises pour les projets peuvent provenir de différents types de capteurs de différents fournisseurs, et les capteurs peuvent être gérés par le gouvernement, le secteur privé ou des citoyens individuels. De plus, la capacité de l'API SensorThings à lier les observations aux définitions de variables et d'unités de mesure facilite l'agrégation et l'intégration automatiques des données tout en augmentant son interopérabilité sémantique.
Les deux projets prévoient de développer davantage la norme API SensorThings en l'utilisant dans les solutions fournies et l'architecture recommandée tout en expérimentant son intégration avec d'autres capteurs et données au sein du logiciel développé. Dans USAGE en particulier, le plugin API SensorThings pour QGIS sera refactorisé pour intégrer l'accès aux points de terminaison de l'API SensorThings dans la partie principale de QGIS et l'étendre pour prendre en charge l'analyse des données.
L'API SensorThings est également implémentée et testée dans AD4GD et USAGE. PlusPour gérer plus efficacement les données produites par plusieurs acteurs avec différentes licences (comme dans les données de science citoyenne), SensorThings API Plus étend la OGC SensorThings API Partie 1 : Sensing Version 1.1 (STA) Modèle de données standard et améliore les aspects de sécurité de la norme. Son développement a commencé dans le Projet COS4CLOUD et a été développé plus avant en Citiobs.
Promouvoir l'API SensorThings auprès des parties prenantes
AG4GD et USAGE reconnaissent également que l’un des défis fondamentaux à relever pour l’adoption de solutions efficaces est d’abord d’alerter les parties prenantes et les utilisateurs finaux de son existence, puis de les former à son utilisation. C’est pourquoi, dans le cadre du projet USAGE, des ateliers ont été organisés par l’OGC et le partenaire du projet DedaNext.
Le premier atelier a été organisé le 1er février 2023 à Ferrare (et en ligne). L'atelier s'est ouvert par une introduction à la norme API SensorThings ainsi que par plusieurs exemples d'implémentations Open Source. Marco Minghini, du groupe du Centre commun de recherche travaillant sur le cadre et la mise en œuvre de la directive INSPIRE, a présenté le Recommandation de bonnes pratiques INSPIRE OGC SensorThings APILe projet API4INSPIRE a également été présenté, qui a évalué les implications de l’utilisation d’API pour échanger des données, y compris l’API SensorThings. Un enregistrement de cette première partie de l'atelier est disponible sur la chaîne YouTube de l'OGC.
Ensuite, une table ronde a eu lieu au cours de laquelle les parties prenantes des organismes nationaux et régionaux italiens ont discuté des solutions actuelles pour le partage de données dynamiques ainsi que des défis auxquels est confrontée l'adoption de l'API SensorThings pour améliorer la qualité de la gestion des données et l'équité. Le public a été invité à répondre à deux questions via des outils de questionnaire interactifs : 1) Quels sont les obstacles qui entravent le plus l'adoption de l'API SensorThings dans votre organisation ? Et 2) Qu'est-ce qui pourrait mieux soutenir l'adoption de la norme ?
Pour faciliter la participation d'un public plus large, les questions et les réponses correspondantes ont été autorisées en italien et en anglais. Le manque de connaissances sur la norme a été reconnu comme l'une des principales raisons bloquant son adoption, comme le montre la figure 1. Pour cette raison, l'enregistrement de la première partie informative de l'atelier a été publié en ligne et annoncé dans le cadre de l'atelier. Académie d'innovation géographique et au-delà. De plus, un deuxième webinaire sur l'API SensorThings a eu lieu le 20 avril 2023, organisé par l'Agence italienne pour la numérisation (AgID), et s'est déroulé en italien.
La deuxième question a souligné que le principal moteur de l’adoption de la norme API SensorThings serait l’élaboration de directives politiques claires. Les facteurs suivants, classés par ordre d’importance – compétences numériques et ressources humaines, respectivement – confirment une fois de plus le besoin de formation et de nouvelles compétences professionnelles. Ce problème est à l’origine de la lancement de la Location Innovation Academy, développé dans le Projet européen GeoE3 et hébergé par OGC.
L’intérêt autour de la norme API SensorThings continue de croître, avec davantage de développements, d’applications et d’implémentations attendus à l’avenir.
Les membres de l'OGC souhaitant se tenir au courant des progrès de la norme API SensorThings ou contribuer à son développement sont encouragés à Rejoignez le groupe de travail sur les normes Connected Systems / SensorThings via le portail OGCLes membres non-OGC qui souhaitent en savoir plus sur la participation au SWG sont encouragés à contacter le programme de normes OGC.
Le projet USAGE a reçu un financement du programme-cadre Horizon Europe pour la recherche et l'innovation de l'Union européenne au titre de l'accord de subvention n° 101059950.
Le projet AD4GD a reçu un financement du programme-cadre pour la recherche et l'innovation Horizon Europe de l'Union européenne au titre de l'accord de subvention n° 101061001.
