Organiser le monde en cellules de grille : le projet pilote AI-DGGS

Appel à participation

Le projet pilote OGC AI-DGGS pour la gestion des catastrophes vise à tester, mettre en œuvre et améliorer les systèmes de grilles globales discrètes (DGGS) augmentés par l'IA. Les DGGS représentent les lieux sous forme de cellules, allant au-delà des systèmes de référence géographique traditionnels. Ainsi, ils peuvent servir de base à un système de localisation global dans lequel chaque objet du monde réel possède un identifiant de localisation unique. Les DGGS sont parfaitement adaptés à l'intégration de données et à l'efficacité des requêtes et analyses. Ils sont donc idéalement positionnés pour servir de « stockeurs de contenu » de référence pour les requêtes en langage naturel alimentées par l'IA.

Cette initiative d'interopérabilité, baptisée « AI-DGGS for Disaster Management Pilot », vise à explorer et démontrer comment les systèmes utilisant différentes grilles DGGS peuvent exploiter les normes OGC pour échanger automatiquement des données et des informations, notamment pour la cartographie des catastrophes. De plus, le pilote explorera comment les systèmes DGGS peuvent être enrichis par des outils d'IA/ML basés sur des normes, tels que des chatbots IA pour les requêtes en langage naturel et des insights IA pour l'analyse automatisée et la détection de modèles, en utilisant, par exemple, une approche de génération augmentée par récupération (RAG) qui fournit des réponses précises, fiables et exemptes d'hallucinations.

Côté intégration de données, DGGS peut servir de système d'identification de localisation pour tout objet réel. DGGS organise l'espace à l'aide de cellules imbriquées. Une liste d'identifiants de cellules décrit la géométrie exacte des objets réels, la précision ne dépendant que de la taille de la cellule. Puisque DGGS peut cartographier un index de toutes les tailles de cellules, les données décrites à différents niveaux de zoom peuvent être efficacement intégrées et liées. Cela fait de DGGS un système de localisation et d'identification idéal pour de nombreux domaines, tels que la finance, la gestion des catastrophes et l'analyse environnementale. Il peut remplacer ou améliorer les adresses postales, car il élimine le besoin d'adresses descriptives ou de repères physiques. Même les zones dépourvues d'infrastructures traditionnelles, comme les zones sans routes, peuvent être identifiées avec précision. De même, un DGGS s'adapte facilement à la croissance urbaine dynamique.

DGGS : Un référentiel nativement numérique 

Pour des raisons historiques, les systèmes d’information géographique (SIG) utilisent une représentation de la Terre projetée (et donc déformée) et dépendante de l’échelle, conçue à l’origine pour la navigation à l’aide de cartes papier. En revanche, les systèmes de grille globale discrète (DGGS) offrent un système basé sur des cellules numériques natives qui représentent avec précision la Terre sous la forme d’un sphéroïde. DGGS partitionne la planète en cellules hiérarchisées qui couvrent toutes les échelles. Cela crée une « feuille de calcul pour la Terre » qui permet une analyse et une intégration incroyablement efficaces de grands ensembles de données.

En utilisant des cellules de surface fixe, les informations enregistrées sur les phénomènes à un endroit peuvent être facilement référencées dans la zone explicite de ses cellules associées, rapidement intégrées à d'autres valeurs de cellules provenant de différents ensembles de données et analysées efficacement pour fournir des résumés valides pour toute sélection de cellules choisie. Les DGGS offrent une méthode beaucoup plus simple pour intégrer des informations statistiques et autres informations quadrillées dans des systèmes géospatiaux plus vastes, libérant ainsi un potentiel énorme pour une analyse et une compréhension contextuelles améliorées.

Les DGGS peuvent être construits de différentes manières pour répondre à divers objectifs. Il sera nécessaire de parvenir à une interopérabilité entre différents DGGS pour garantir que les individus et les logiciels utilisant différentes approches DGGS puissent travailler ensemble de manière transparente. Le projet pilote DGGS vise à comprendre et à démontrer cette interopérabilité.

Intégration entre les systèmes DGGS

Le projet pilote explorera et démontrera comment les normes de données géospatiales peuvent favoriser l'interopérabilité des DGGS dans la gestion des catastrophes ou dans d'autres domaines d'intérêt pour les promoteurs du projet pilote. Ce projet sera réalisé en prototypant différentes solutions DGGS utilisant des normes de données géospatiales et en les combinant pour offrir des fonctionnalités d'intégration, d'analyse et de visualisation géospatiales adaptées aux scénarios de gestion des catastrophes. Les résultats permettront d'évaluer la capacité des normes OGC actuelles et émergentes à répondre à ces exigences d'interopérabilité. Ceci permettra d'améliorer la conception des normes OGC, notamment de créer de nouvelles normes si nécessaire.

Génération augmentée par récupération (RAG)

La génération augmentée de recherche (RAG) est une approche des « chatbots » d'IA basés sur un modèle de langage de grande taille (aussi appelé langage naturel) qui ajoute un magasin de contenu supplémentaire faisant autorité auquel le modèle de langage de grande taille peut se référer pour ses réponses. Grâce à cette approche, les modèles d'IA LLM deviennent une interface pour les requêtes de sources faisant autorité plutôt que les sources elles-mêmes. L'approche offre les avantages des requêtes en langage naturel sans le risque d'hallucinations résultant de l'extrapolation des données d'apprentissage du modèle.  

Le projet pilote AI-DGGS vise à étudier comment les DGGS peuvent être utilisés comme magasins de contenu dans les « chatbots IA », permettant des requêtes en langage naturel telles que « Combien de personnes vivent dans cette rue qui doit être évacuée ? » ou « Identifier les quartiers susceptibles d'être touchés par les inondations. »

Objectifs du projet pilote

Grâce à ce projet, nous comprendrons la capacité des normes de découverte, d’accès et de traitement des données de l’OGC à permettre aux DGGS indépendants de s’intégrer or Interface dans divers contextes. Le projet explorera le rôle des technologies d'IA dans l'interrogation et la visualisation des DGGS à l'appui de la production de connaissances. Cela nous aidera à comprendre l'état actuel de l'interopérabilité des DGGS dans le contexte de l'intégration rapide des données, à déterminer l'adéquation de la technologie DGGS à la gestion des catastrophes ou à d'autres exigences (par exemple, l'intégration, l'analyse et la visualisation des données, ainsi que la localisation d'objets réels), et à identifier les travaux supplémentaires nécessaires à la pleine interopérabilité des DGGS pour la gestion des catastrophes, les services financiers, les services d'assurance et d'autres applications. 

Les objectifs détaillés sont décrits à travers les points suivants :

1. Intégration et gestion des données :
   
   
   • Démontrer comment les normes OGC permettent l'intégration de diverses formes de données géospatiales (par exemple, climat, météo, statistiques) à l'aide de DGGS.
     
     
   • Démontrer la capacité des normes OGC à permettre l’utilisation de l’IA pour soutenir l’intégration et la gestion des données DGGS.
     
     
2. Analyse et visualisation :
   
   
   • Prototype d'utilisation des normes OGC pour permettre l'analyse et la visualisation géospatiales par l'IA des données stockées dans un DGGS. L'analyse et la visualisation démontrées répondront aux exigences de gestion des catastrophes.
     
     
   • Démontrer l'utilisation des normes OGC pour appliquer deux approches d'IA avec DGGS pour la réponse aux catastrophes :
     • Activation d'une interface de chatbot IA pour poser des questions sur les données DGGS ;
     • Exécution d'analyses géospatiales au sein de DGGS à l'aide d'invites de chatbot IA avec sortie des résultats vers le chatbot et l'interface utilisateur de cartographie.
       
       
3. Entretien:
   
   
   • Créer et maintenir la disponibilité de prototypes accessibles sur le Web au-delà de la date de fin du projet pour que toutes les parties prenantes et le public puissent y accéder.
     
     Adéquation et interopérabilité : comprendre l'adéquation des normes de données géospatiales pour prendre en charge l'interopérabilité entre plusieurs conceptions de grilles DGGS pour diverses exigences de gestion des catastrophes (ou autres).
     
     
   • Démontrer l'interopérabilité des DGGS indépendants à l'aide du projet API OGC – Norme DGGS.

Les participants au projet pilote proposeront des solutions et des implémentations de prototypes par le biais d'un processus d'innovation collaborative.