table des matières - j-chouteau.org · pour remplir cette base de données, des images...
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Table des matières Intro/Problématique ............................................................................................................................................ 2
Revue de presse ................................................................................................................................................... 2
Repères historiques ............................................................................................................................................. 2
Géolocalisation .................................................................................................................................................... 2
Cartographie ........................................................................................................................................................ 3
Usages .................................................................................................................................................................. 4
Contenus ............................................................................................................................................................. 6
GPS, Galileo .......................................................................................................................................................... 6
Cartes numériques ............................................................................................................................................... 8
Protocole NMEA................................................................................................................................................... 9
Calculs d’itinéraires .............................................................................................................................................. 9
Confidentialité ................................................................................................................................................... 11
Exemples d’activités ........................................................................................................................................... 13
Activité 1 : recherches ....................................................................................................................................... 13
Activité 2 : La carte numérique des spécialités de premières ........................................................................... 13
Activité 3 : geoportail.gouv.fr ............................................................................................................................ 14
Activité 4 : openstreetmap.org .......................................................................................................................... 15
Activité 5 : Calcul d’itinéraire............................................................................................................................. 16
Activité 6 : Calcul de position, trame NMEA ..................................................................................................... 17
Activité 7 : Où habite votre chat ? ..................................................................................................................... 18
Activité bilan : Le tour du monde en 80 minutes .............................................................................................. 19
Scénarisation : ................................................................................................................................................... 20
S1 : Introduction, travail de recherche, débat, repères historiques ................................................................. 20
S2 : Cartographie : TD Géoportail/ OpenStreetMap ......................................................................................... 20
S3 : Fonctionnement GPS et Calculs d’itinéraires.............................................................................................. 20
S4 : Le Tour du monde en 80 min ...................................................................................................................... 20
Exposés .............................................................................................................................................................. 20
Outils : ............................................................................................................................................................... 21
INTRO/PROBLEMATIQUE De nombreux sites et applications demandent la géolocalisation de l’utilisateur pour fonctionner. Si cela semble
indispensable pour certains usages comme le calcul d’itinéraire, d’autres existent et sont souvent plus méconnus.
Pour Géolocaliser un appareil plusieurs méthodes peuvent être utilisées comme la détection de l’accès à internet
(Adresses de la Box ou du routeur, position de la borne WIFI publique ou antenne 4G) ou le positionnement par
Satellite, voir par puce RFID dans un lieu clôt.
Revue de presse
Lampe-torche vous espionne
On s’est aperçu que Google
Maps mentait :
Waze, l’appli qui agace les
riverains Insta et facebook partagent
votre géolocalisation
Sur les traces des brouilleurs de GPS
Une application dévoile la le lieu de bases militaires
La géolocalisation deviendra
une donnée médicale Un collège-lycée contraint
des enfants à être traçables
USA : Les données de géolocalisation protégées
par la constitution
USA : Google maps renomme des quartiers et
districts
Le GPS Drawing ou comment pimper sa course à pied
REPERES HISTORIQUES
Géolocalisation
#TRANSIT
Dès les premiers temps des satellites artificielles, il a été envisagé de les utiliser pour créer
un système de positionnement par satellites. Transit a été le premier, mis œuvre pour la marine
des États-Unis dès 1964. Il utilisait la technique de l’effet doppler avec une précision d’un mètre
mais nécessistait un temps important pour le calcul des distances.
Transit: The World's First Satellite Navigation System (youtube)
#Global Positioning System (GPS)
En 1973, le département de la Défense des États-Unis commence la mise en place d’une flotte
de 11 satellites, à des fins militaires puis civiles, c’est n’est qu’à partir de 2000 qu’il est
pleinement opérationnel. Les signaux transmis par ces satellites peuvent être captés par
quiconque. Ils permettent l’utilisation de la méthode de la trilatération (Calcul de la position
d’un point à partir des distances connues à au moins deux autres points) par un récepteur GPS.
Les systèmes de navigation par satellite- Du GPS à Galiléo (Le dessous des cartes, Youtube)
#Internationalisation
L’Europe, La Russie, La Chine, Le Japon, L’inde mettent en place également de
tels système de positionnement, pour au moins une partie du globe terrestre, afin
de garantir leur indépendance stratégique.
Le système GLONASS de l’ex union soviétique, aujourd’hui Russie, était une
constellation fonctionnelle apparue en 1995. Il est utilisé aujourd’hui par les
grandes marques de smartphone.
Beidou est un système de navigation et de positionnement par satellites chinois
en cours de déploiement qui devrait devenir complètement opérationnel en 2020.
Il permettra aussi des usages civils.
#Galileo
Le système européen Galileo est le premier d’initiative civile. Il est constitué d’une flotte
d’une trentaine de satellites, dont les données peuvent être croisées avec d’autres
systèmes équivalent. Il fournit 4 types de services :
• Le positionnement « ouvert ». C’est le signal destiné au grand public.
• Le positionnement « amélioré » (utilisation combinée d’autres fréquences), pour une
précision de quelques centimètres. Il est réservé à un usage commercial
• Le positionnement « Public Regulated Services » réservé aux gouvernements partenaires. Il dispose d’un
cryptage supplémentaire.
• Les signaux de Recherche et Secours (SAR, Search And Rescue) qui contribuent à un système global de
détection des signaux de détresse géré par un organisme particulier, le Cospas-Sarsat.
Ressources CNES : https://edutheque.cnes.fr/fr/web/CNES-fr/11114-em-la-localisation.php
Cartographie
# Les premières cartes numériques
Durant les années 1980, des entreprises comme TeleAltas ou NAVTEQ
(renommé HERE), ont entrepris la création des cartes numériques qui sont utilisés
par la majorité des services en ligne comme ViaMichelin, Mappy, Pages jaunes en
France, ou plus généralement Google Map, TomTom, La Carte Network, Bing
Maps,….
Ces cartes ont été obtenues en se basant sur les cartes papiers existantes, des images satellites ou aérienne. Pour
établir des cartes utiles à la navigation routière, ces sociétés ont envoyé des véhicules parcourir les routes du monde
entier pour récupérer les informations routières nécessaires.
#Google map
C’est le service de cartographie en ligne de Google lancé en 2004. Il
permet l’affichage d’une carte classique ou d’images satellites de
l'échelle mondiale jusqu'à l'échelle d'une habitation. Il couvre
aujourd'hui le monde entier.
Il semble ne pas être neutre dans les cartes affichées. Plusieurs
représentations de frontières internationales discutées sont soumises
à des choix politiques et économiques. Il est conçu à partir de sources
cartographiques mais aussi en incitant ses utilisateurs à enrichir le
contenu, ce qui pose parfois des problèmes
En 2018, l'utilisation de Google Maps est très largement majoritaire. Sur les périphériques mobiles, smartphone et
tablette, plus de 63 % des personnes ayant accédé à une carte l’ont fait avec Google Maps.
#OpenStreetMap
Ce projet a pour objectif de constituer une base de données
géographiques libre du monde (permettant par exemple de créer des
cartes sous licence libre), en utilisant le système GPS et d'autres données
libres.
Il a été créé par Steve Coast de University College de Londres en 2004.
Différentes fondations et associations dans le monde financent sa mise
en ligne, son existence matérielle et sa protection juridique.
Pour remplir cette base de données, des images satellitaires libres ont
été utilisées. Des organisations ont fait dons de cartes numériques pour les compléter. Des contributeurs l’ont enrichie
également en modifiant des cartes ou en ajoutant des données GPS.
#Geoportail
C’est un portail Web français développé par deux établissements publics, l’IGN
et le BRGM depuis 2006. Il publie les données géographiques de référence de
l'ensemble du territoire français. Le site internet permet la visualisation 2D et
l’application la 3D.
Usages
Quelques exemples :
#La voiture sans chauffeur :
La navigation embarquée devient un élément crucial au bon fonctionnement du véhicule
autonome. Elle ne sert plus seulement à définir un itinéraire, il faut que le système de
cartographie apporte autant d’éléments que possible sur l’environnement. Il faut donc à
nouveau cartographier pour développer la troisième dimension dans ces cartes et d’y ajouter le
mobilier urbain et tous les objets au bord des routes.
(https://www.journaldunet.com/economie/automobile/1211092-cartographes-navigation-voiture-autonome-
tomtom-here/
#Le commerce
En étant capable de géolocaliser un client ; un site de commerce en ligne peut facilement lui appliquer des règles
personnalisées. L’Union Européenne a réglementé pour que les consommateurs européens aient les mêmes offres sur
ces sites (http://www.europarl.europa.eu/news/fr/press-
room/20170425IPR72324/commerce-en-ligne-mettre-fin-au-blocage-
geographique-injustifie-dans-l-ue)
En étant capable de suivre la localisation un appareil dans un magasin, il est
possible de connaitre les rayons où un consommateur a passé du temps. Il est
également possible de détecter à quelle heure il est passé en caisse et faire le
lien avec son compte client du magasin. Ainsi en comparant la liste d’achat et
le parcours dans le magasin, le commerçant peut facilement proposer des
promotions ou publicités ciblées.
#Agriculture
Dans l’agriculture de précision, les GPS et cartes numériques permettent de mieux
représenter les surfaces cultivables pour établir des stratégies optimales pour proposer
un itinéraire aux tracteurs pour la récoltes, définir des méthodes d’irrigations ou le
traitement des sols. En interaction avec des drones, l’exploitant peut suivre l’évolution
des cultures et cartographier l’état de ses champs.
#Jeux vidéo
De nombreux jeux vidéo utilisent les données de géolocalisation. Ils se jouent en
temps réel et dans la vraie vie. C’est ce qu’on appelle de l’urban gaming ou Location-
Based Game. N’importe qui peut jouer en se baladant dans la rue grâce à la
géolocalisation. Avec la réalité augmentée, le joueur peut même se transporter dans
ce monde entre fiction et réalité pour remplir des missions, des zones à conquérir. Des
fonctionnalités de types réseaux sociaux s’ajouter même pour immerger d’avantage le
joueur dans son expérience.
#Droit du travail
Des dispositifs de géolocalisation peuvent être installés dans des véhicules utilisés par des employés pour :
• Suivre, justifier et facturer une prestation de transport de personnes, les ambulances dans le cadre de la
dématérialisation de la facturation de l’assurance maladie.
• Assurer la sécurité de l’employé, des marchandises ou des véhicules dont il a la charge, et notamment
retrouver le véhicule en cas de vol (par exemple, avec un dispositif inerte activable à distance à compter du
signalement du vol).
• Mieux allouer des moyens pour des prestations à accomplir en des lieux dispersés, notamment pour des
interventions d’urgence. Par exemple : identifier l’employé le plus proche d’une panne d’ascenseur ou
l’ambulance la plus proche d’un accident.
• Accessoirement, suivre le temps de travail, lorsque cela ne peut être
réalisé par un autre moyen.
• Respecter une obligation légale ou réglementaire imposant la mise en
œuvre d’un dispositif de géolocalisation en raison du type de transport
ou de la nature des biens transportés.
• Contrôler le respect des règles d’utilisation du véhicule
CONTENUS
GPS, Galileo
#GNSS
Un système GNSS (Global Navigation Satellite System) représente plus qu'un
"simple" système de positionnement par satellite. Il doit fournir des informations
de navigation en temps réel et en continu. Il doit vérifier l'intégrité des
informations fournies aux utilisateurs. Les satellites de positionnement ont pour
rôles de diffuser des signaux qui vont être captés par les récepteur sur Terre. Des
satellites géostationnaires complètent les satellites de positionnement et des
stations réparties dans le monde entier signalent les corrections à apporter aux
constellations de satellites. Des bases terrestres tout autour du monde analyse la précision du positionnement et
proposes des corrections pour les améliorer.
La mise en place d’un système de géolocalisation est stratégique pour un pays, c’est pourquoi les plus grandes
puissances investissent pour s’en doter. Chaque système permet un usage civil avec un moindre précision que pour
les militaires sauf pour Galileo.
La précision atteinte aujourd’hui peut-être de la taille d’une pièce de 2 euros. (geoflex.fr)
#horloge interne
Les satellites servant à la géolocalisation embarquent des horloges atomiques. Ce
sont les horloges les plus précises que l’homme ait fabriqués. Les signaux (ondes
électromagnétiques) envoyés par ces satellites contiennent notamment l’heure de
cette horloge. Ils servent de bases de synchronisation pour les équipements réseaux
de téléphonie mobile, les réseaux informatiques voir des horloges dotées de
récepteur. Elles permettent également de synchroniser les récepteurs GPS qui font
partie du même système que les satellites.
#trilateration
Pour déterminer sa position le récepteur GPS utilise la trilatération. C’est une méthode mathématique permettant
de déterminer la position relative d'un point en utilisant les distances connues à plusieurs points de références. Les
ondes émises par les satellites GPS contiennent l’heure et la position précise du satellite. Avec les ondes de plusieurs
satellites, Le récepteur GPS peut donc calculer à quelle distance ce satellites se trouvent exactement et donc en
déduire sa position. Il a besoin de 4 satellites pour déterminer les quatre informations indispensables : l’heure exacte
et les distances à 3 satellites.
Cartes numériques
# Coordonnées
La latitude est une mesure angulaire s'étendant de 0° à l'équateur à 90° aux pôles (90°Sud
à 90° Nord). Les points de même latitude constituent un cercle approximatif appelé parallèle.
La longitude est une valeur angulaire, expression du positionnement est ou ouest d'un
point sur Terre. Tous les lieux situés à la même longitude forment un demi-cercle approximatif
allant d'un pôle à l’autre. Un tel demi-cercle est appelé méridien. La longitude 0 est
positionnée sur le méridien de Greenwich (ville près de Londres).
L’altitude représente la différence de hauteur par rapport au niveau moyen des mers.
#Numérisation
Dès le départ il a existé deux types de cartes numériques :
• La carte matricielle : qui n’est simplement qu’une image matricielle (image constituée d'un tableau de points
colorés appelés pixels) de la carte papier équivalente.
• La carte vectorielle : utilisant le principe de l’image vectorielle pour représenter les différents éléments de
base de la carte comme des routes, points d’intérêts). Depuis les années 2000 elle remplace peu à peu les
cartes matricielles pour les fonds de cartes en échantillonnant les objets représentés.
Une carte numérique est généralement constituée de plus superpositions :
• Le fond de carte peut donner des indications sur le relief, le tracé routier,
l’urbanisme, le réseau hydrographique. Ces fonds de cartes sont formés de
petites images (appelées tuiles) s’assemblent à la façon d’un puzzle.
• Des calques : Ce sont des couches sur lesquelles on place divers éléments.
• Des marqueurs placés sur la carte, les lignes et polygones tracés. Ils sont
généralement appelés points d’intérêts.
#Mises à jour
Le problème avec tous types de cartographie, c'est qu'ils doivent être continuellement mises à jour, ce qui
représente un travail important. Il arrive, en effet, que certaines modifications mettent plusieurs mois avant d'être
ajoutées aux cartes. Les besoins très importants et les nouveaux usages qui apparaissent obligent les éditeurs à
investir des sommes importantes
Pour limiter les coûts les éditeurs proposent aux usagers de participer
collaborativement aux mises à jour de carte, par un système de cooptation. Les
propositions faites par un contributeur seront vérifiées par d’autres avant de les
rendre visibles.
#Meta Données EXIF
Les données Exif sont incorporées au fichier d’image lui-même. Ces données peuvent
contenir des informations de géolocalisation provenant d’un capteur GPS incorporé à
l’appareil captant l’image. Ces données peuvent être visualisées directement en même
temps que la photo. Elles sont aussi utilisées par les réseaux sociaux pour les associer à des
lieux et enrichir la base d’information sur un utilisateur.
Protocole NMEA
Le protocole NMEA 0183 (de la National Marine & Electronics Association) est un protocole très basique basé sur
des séries de caractères alphanumériques (ASCII) codés chacun sur 8 bits.
Il existe plus d'une trentaine de trames GPS différentes qui ne contiennent pas toutes les mêmes informations. Un
récepteur GPS renvoie souvent plusieurs types de trames complémentaires (les GGA et RMC en sont un exemple) car
tous les logiciels qui interprètent le NMEA ne connaissent pas toutes les trames.
Une trame GPS de type GGA. (trame est très courante car elle fait partie de celles qui sont utilisées pour connaître la
position courante du récepteur GPS) est écrite ci-dessous.
Exemple 1 : $GPGGA,064036.289,4836.5375,N,00740.9373,E,1,04,3.2,200.2,M,,,,0000*0E
Décomposition :
$GPGGA : Type de trame
064036.289 : Trame envoyée à 06h40m36,289s (heure UTC)
4836.5375,N : Latitude 48,608958° Nord = 48°36'32.25" Nord
00740.9373,E : Longitude 7,682288° Est = 7°40'56.238" Est
1 : Type de positionnement (le 1 est un positionnement GPS)
04 : Nombre de satellites utilisés pour calculer les coordonnées
3.2 : Précision horizontale ou HDOP (Horizontal dilution of precision)
200.2,M : Altitude 200,2, en mètres
,,,,,0000 : D'autres informations peuvent être inscrites dans ces champs
*0E : Somme de contrôle de parité, un simple XOR sur les caractères précédents
D’autres informations peuvent apparaitre dans d’autres type de trame comme la vitesse, l’angle avec le nord
magnétique.
Calculs d’itinéraires
Calculer un itinéraire optimal est une tâche difficile. Dans un marché très concurrentiel, l'algorithme de routage
des développeur est souvent confidentiel, il est basé sur des méthodes de calculs mais aussi des observations ou des
suppositions. Différents objectifs peuvent être recherchés : le plus rapide, le moins cher…
#Méthode de calcul :
La recherche de chemin consiste à trouver comment se déplacer dans un environnement entre un point de départ
et un point d'arrivée en prenant en compte différentes contraintes. Il peut se ramener à rechercher le meilleur chemin
dans un graphe lorsque l’on se déplace uniquement sur un réseau (route, rails,…) sinon le cas général est plus complexe
(navigation maritime). Pour obtenir le meilleur itinéraire deux méthodes principales sont possibles :
1) Calculer la longueur de tous les parcours possibles
Ce principe peut être représenté par l’algorithme de
Dijkstra dont voici un exemple de fonctionnement
Plus d’info dans cette vidéo :
2) Essayer en priorité les parcours se dirigeant vers la
bonne direction
Ce principe peut être représenté par l’algorithme A*
dont voici un exemple de fonctionnement
Plus d’info dans cette vidéo :
Exemple : rechercher le meilleur itinéraire entre Grenoble et Bordeaux à partir des données suivantes :
Bordeaux → Nantes : 4h Bordeaux → Marseille : 9h Bordeaux → Lyon : 12h
Nantes → Paris : 2h Nantes → Lyon : 7h Paris → Grenoble : 4h30
Marseille → Lyon :2h30 Marseille → Grenoble : 4h30 Lyon → Grenoble : 1h30
On modélise ce problème par un graphe en indiquant le nom des villes et la durée des trajets :
Etape 0 :
Etape 1 : On indique dans les villes reliées à Bordeaux le temps pour y arriver. En pointillés les parcours traités.
Etape 2 : On regarde toutes les villes reliées à Nantes et on indique le temps minimal de parcours depuis Bordeaux. Pour Lyon il est plus rapide de passer par Nantes
Etape 3 : On regarde toutes les villes reliées à Paris et on indique le temps minimal de parcours depuis Bordeaux. Pour Lyon il est plus rapide de passer par Nantes et Paris
Etape 4 : On regarde toutes les villes reliées à Lyon et on indique le temps minimal de parcours depuis Bordeaux. Pour Grenoble il est plus rapide de passer par Nantes -> Paris -> Lyon
Etape 5: On regarde toutes les villes reliées à Marseille et on indique le temps minimal de parcours depuis Bordeaux. Pour Grenoble il n’est pas plus rapide de passer par Marseille
Confidentialité
#Android
Activer ou désactiver la localisation de votre appareil :
• Ouvrez l'application Paramètres de votre appareil.
• Appuyez sur Sécurité et localisation.
• Si vous ne voyez pas "Sécurité et localisation", suivez les étapes pour les anciennes versions d'Android.
• Si vous possédez un profil professionnel, appuyez sur Avancés.
• Appuyez sur Localisation.
• Activez ou désactivez l'option Utiliser ma position.
Activer ou désactiver la précision de la localisation de votre appareil :
• Ouvrez l'application Paramètres de votre appareil.
• Appuyez sur Sécurité et localisation puis Localisation.
• Appuyez sur Avancés puis Précision de la localisation Google.
• Activez ou désactivez Améliorer la précision de la localisation
Remarque : Ce peut être différent pour les anciennes versions d’Android
#Apple
• Activer ou désactiver le service de localisation pour des apps spécifiques :
• Accédez à Réglages > Confidentialité > Service de localisation.
• Vérifiez que la fonctionnalité Service de localisation est activée.
• Faites défiler l’écran pour trouver l’app souhaitée.
• Touchez l’app et sélectionnez une option :
o Jamais : empêche l’accès aux informations du service de localisation.
o Lorsque l’app est active : permet l’accès au service de localisation uniquement lorsque l’app ou l’une
de ses fonctionnalités est visible à l’écran.
o Toujours : permet l’accès à votre position même lorsque l’app est en arrière-plan.
Les apps doivent ensuite expliquer comment elles vont utiliser vos informations de localisation. Certaines apps
peuvent ne proposer que deux options.
https://support.google.com/nexus/answer/3467281?hl=fr
#Windows
Sur votre PC :
Accédez à Paramètres > Confidentialité > Services de localisation.
Effectuez l’une des actions suivantes :
• Pour contrôler la localisation pour l’ensemble de l’appareil (si vous disposez d’un compte administrateur
pour l’appareil), sélectionnez Changer, puis dans le message Emplacement de cet appareil, définissez le
paramètre sur Activé ou Désactivé.
• Pour contrôler la localisation uniquement pour votre compte d’utilisateur, basculez le paramètre Autoriser
les applications à accéder à votre emplacement sur Activé ou Désactivé.
Sur votre appareil mobile :
• Accédez à Paramètres > Confidentialité > Services de localisation.
• Sélectionnez Services de localisation pour activer ou désactiver cette fonction.
• Pour modifier l’accès à votre localisation précise par une application individuelle :
• Accédez à Paramètres > Confidentialité > Services de localisation.
• Activez ou désactivez chaque application à son emplacement respectif sous Choisir les applications qui
peuvent accéder à votre emplacement exact.
•
Pour définir la localisation par défaut pour votre PC, utilisable par Windows, les applications et les services
#Navigateur
Les navigateurs utilisent des méthodes différentes pour gérer les demandes de géolocalisation.
#Brouilleur/usurpateur GPS
Un brouilleur de GPS diffuse, autour de lui, un signal parasite qui brouille les fréquences des satellites de
géolocalisation. Le rayon d’action de ce type d’appareil peut être important et peut provoquer des accidents (anfr.fr)
On trouve également des applications capables de fournir une fausse position GPS que vous aurez préalablement
défini aux autres applications de l’appareil.
Par exemple avec l’appli Fake GPS sur Android :
http://www.prodigemobile.com/tutoriel/changer-position-fake-gps/
EXEMPLES D’ACTIVITES
Activité 1 : recherches
En salle de classe (éventuellement BYOD) 40 min
Consulter et gérer son historique de géolocalisation.
Régler les paramètres de confidentialité d’un téléphone pour partager ou non sa position
Mener une recherche sur un des thèmes ci-dessous puis en présenter les points les plus importants à la classe.
Android : Rechercher les 10 applications
Android les plus utilisées, puis vérifier dans Google Play lesquels demandent l’autorisation de géolocalisation (par le réseau ou par le GPS)
Apple : Sur un appareil Apple,
dans Réglages > Confidentialité > Service de localisation, regarder la liste des applications installées pouvant utiliser les données de géolocalisation. https://support.apple.com/fr-fr/HT207056 (Service de localisation et confidentialité)
Le web : Rechercher 5
sites très connus qui demandent de géolocaliser leurs visiteurs puis expliquer en quelques mots comment ils s’annoncent s’en servir.
Google : Une fois connecté à un
compte google, se rendre à l’adresse https://www.google.com/ maps/timeline pour retrouver l’historique de tous les déplacements. Dans https://myaccount.google.com/ data-and-personalization retrouver les paramètres qui peuvent être activité ou désactivé. Comment faire pour supprimer l’historique des positions ?
Activité 2 : La carte numérique des spécialités de premières
En salle informatique 10 min
Expérimenter la sélection d’informations à afficher et l’impact sur le changement d’échelle de cartes.
Mettre en évidence les problèmes liés à un changement d’échelle
1) Dans le site secondes2018-2019.fr, cliquer sur « les
enseignements de spécialité près de chez vous ».
2) Faites une recherche sur votre académie pour trois
spécialités qui pourraient vous intéresser.
3) Lorsque la carte s’est affichée :
a. Quel outil fournit le fond de carte ?
b. Quels éléments d’intérêts sont ajoutés sur la carte en fonction de vos choix ?
c. Quel est le lycée le plus proche qui accueille ces spécialités ? Le plus éloigné ?
Quels informations la carte permet-elle obtenir sur ce lycée ?
d. Lorsque l’on modifie l’échelle de la carte, quels éléments ne sont pas modifiés ?
Activité 3 : geoportail.gouv.fr
En salle informatique 30 min
Identifier les différentes couches d’information de GeoPortail pour extraire différents types de données.
Situer sur une carte numérique la position récupérée.
1) Se rendre sur geoportail.gouv.fr puis rechercher la ville de votre lycée.
2) Dans Cartes > Données thématiques choisir Education et recherche puis afficher les collèges et lycées.
3) Cliquer sur l’outils puis choisissez « afficher les coordonnées », cliquer sur l’icône de votre lycée sur la carte pour faire apparaitre ses coordonnées et notez-les.
4) Cliquer sur outils puis dans mesures choisissez mesurer une surface. Sur la carte tracer le contour des bâtiments de votre lycée puis calculer la surface totale.
5) Copiez le code HTML pour l’intégrer dans un fichier HTML que vous aurez créé.
6) A quel lycée correspondent les coordonnées 49.386601N , 3.323163E ?
GeoJSON (signifiant littéralement JSON géographique) est un format ouvert d'encodage
d'ensemble de données géospatiales simples utilisant la norme JSON (JavaScript Object
Notation). Il permet entre autres de décrire des données de type point, ligne, chaîne de
caractères, polygone.
7) Cliquer sur outils puis importer des données, choisissez le format Geojson, puis cliquer sur parcourir pour
ajouter le fichier snt.geojson. Cliquer sur importer.
a. Que représente les points affichés sur la carte ?
b. Retrouver celui le plus proche de votre lycée et noter son nom.
8) Le site geojson.io permet de visualiser le contenu du ficher geojson en parallèle à l’affichage sur une carte.
Ouvrir le fichier snt.geojson sur le site. Vous pouvez modifier le contenu du fichier directement depuis la
carte ou depuis l’onglet table. Pour enregistrer il faut vous créer un compte.
Activité 4 : openstreetmap.org
En salle informatique 40 min
Expérimenter les ajouts d’informations par les utilisateurs dans OpenStreetMap.
Contribuer à OpenStreetMap de façon collaborative.
Partie A : Utilisation du site Openstreetmap
1) Se rendre sur Openstreetmap.org et rechercher votre lycée.
2) Zoomer pour repérer les différents éléments.
3) De quand date la dernière modification ? Par quel utilisateur ?
Pour aller plus loin : Proposer une modification, créer une carte personnalisée avec Umap
Partie B : Programmation
Pour afficher une carte personnalisée dans une page internet, nous allons utiliser la bibliothèque folium de python.
1) Un exemple a été créé, ouvrez le fichier jaifaim.py et jaifaim.html.
import folium , branca
# Récupère le fond de carte, définit son centre et son échelle de départ
carte = folium.Map(location = [44.55516, 4.74554], zoom_start = 20)
# Affiche les coordonnées en cliquant sur la carte
carte.lat_lng_popover()
# Ajoute des points d'intérêts
folium.Marker([44.55465, 4.74512], popup = "Cantine: au menu des frites").add_to(carte)
#Crée la nouvelle carte
carte.save("jaifaim.html")
Le programme python a permis de créer la page html avec un fond de carte d'openstreetmap.
Nous allons modifier le programme python qui va alors modifier la carte (actualiser la page jaifaim.html pour
observer le résultat).
2) Créer une carte centrée sur votre lycée en modifiant les coordonnées du programme.
3) Placer le marqueur cantine au bon endroit, et modifier le menu.
4) Ajouter deux nouveaux points d'intérêt : rechercher sur Internet deux lieux de restauration proche de votre
établissement ainsi que leurs menus puis les ajouter au programme pour qu’ils apparaissent sur la carte.
Lancer le fichier carte.py
Pour aller plus loin : Pour faire apparaitre un lien (ou autre) vers le site du restaurant il faut insérer du code HTML. Pour cela, remplacer la ligne sous « Ajoute des points d’intérêts » par les lignes suivantes en les adaptant :
folium.Marker([44.5563,4.7469], folium.Popup('<a href=
"https://snackdulab.business.site/" target="_blank"> SNACK DU LAB </a>')).add_to(carte)
Activité 5 : Calcul d’itinéraire
En salle de classe avec un vidéoprojecteur 20 min
Utiliser un logiciel pour calculer un itinéraire.
Représenter un calcul d’itinéraire comme un problème sur un graphe.
1) Voici à travers différents sites le calcul d’itinéraire entre Montélimar et Nyons
D’après vous, pourquoi les réponses ne sont pas les mêmes ?
2) Pour calculer des itinéraires, nous avons vu que les
applications utilisent des algorithmes. Pour chacun des cas
ci-dessous représenter dans un graphe les différentes
routes possibles puis déterminer le meilleur itinéraire
pour :
a. Bordeaux - > Strasbourg
b. Nantes -> Nice
c. Nantes -> Nice en passant par Paris
3) Après avoir regarder la vidéo ci-dessous, expliquer si vous jugez
efficace l’algorithme de Dijkstra pour le calcul d’itinéraire
https://www.youtube.com/watch?v=ChtxBBnFVlw
Routes possibles :
Bordeaux → Nantes : 4h
Bordeaux → Marseille : 9h
Nantes → Paris : 2h
Nantes → Lyon : 7h
Paris → Strasbourg : 2h30
Paris → Lyon : 2h30
Marseille → Lyon :2h30
Strasbourg → Grenoble : 6h
Lyon → Grenoble : 1h30
Nice - > Marseille : 4h
Nice -> Grenoble : 6h
Activité 6 : Calcul de position, trame NMEA
En salle de classe, débranchée 10 min
Décrire le principe de fonctionnement de la géolocalisation.
1) Retrouver la position du point O avec les distances connues : OA = 9,5 OB=2,8 et OC=7,3 (sachant qu’en réalité
la distance AB est de 7,1)
2) Dans la salle de classe, trois ficelles représentent les distances à trois satellites. Retrouver la position du
récepteur GPS.
3) Voici une trame NMEA (obtenue sur nmeagen.org): quelles informations peut-on en déduire ?
$GPGGA,101216.778,4433.536,N,00444.683,E,1,12,1.0,0.0,M,0.0,M,,*6A
4) A partir du site Mercantour.info visualiser une randonnée. Télécharger le fichier GPX puis l’éditer avec un
éditeur de texte. Le convertir en XLSX pour afficher son contenu. Quelles sont les informations indiquées dans
chaque colonne ?
Activité 7 : Où habite votre chat ?
En salle de classe 10 min
Extraire la géolocalisation des métadonnées d’une photo.
iknowwhereyourcatlives.com est un projet de visualisation de données avec une
intelligence artificielle. Elle parcourt les images présentes sur le web, analyse s’il s’agit d’un
chat et les affiches sur un carte à l’aide de leurs métadonnées de localisation.
Voici des photos de chats publiés sur les réseaux sociaux avec les métadonnées qu’elles
contiennent. Retrouver le pays de ces chats dans la carte ci-dessous (A l’aide de GeoSetter vérifier le résultat)
Activité bilan d’évaluation : Le tour du monde en 80 minutes
En salle informatique, par groupe de 2 ou 3 80 min
Evaluation sous la forme d’une tache finale
Phileas POULAIN aime beaucoup voyager et il emmène
son nain de jardin dans chacun de ses voyages.
Il l’a photographié devant les principaux monuments
qu’il a visité aux quatre coins du monde.
A vous de l’imiter : choisissez-vous une mascotte et à
l’aide des connaissances acquises dans cette partie
faites-lui réaliser le tour du monde en 80 minutes.
➢ Niveau 1 : avec un smartphone et une appli de fake GPS : prendre des photos de la mascotte devant différentes
images vidéoprojetées en ayant usurpé le positionnement géographique du lieu de la photo. Puis faire un
album photo sur un réseau social ou avec Geosetter et le partager.
➢ Niveau 2 : Récupérer les photos de différents lieux et leurs coordonnées GPS. Incruster l’image de sa mascotte
avec un logiciel de retouche d’image. Avec Geosetter modifier les paramètres Exif de la photo pour y ajouter
les coordonnées GPS du lieu. Réaliser une carte en html contenant comme POI les images créées.
➢ Niveau 3 : Créer un fichier GPX (à partir du fichier itineraire.xlsx que vous aurez complété) contenant les étapes
du voyage, créer une carte qui affichera dans un navigateur ce fichier GPX ainsi que les POI des principaux
monuments visités avec pour chacun d’entre eux une image de votre mascotte.
GRILLE D’EVALUATION :
• Rechercher les informations pertinentes pour l’activité
• Découper l’activité en différentes étapes élémentaires
• Argumenter /raisonner /expérimenter dans la mise en œuvre
• Communiquer à l’aide du vocabulaire du thème
• Agir en équipe, coordonner le travail, dépasser les difficultés d’un membre du groupe
• Réaliser les différentes étapes de l’activité.
• Rédiger un compte-rendu du travail
• Mettre en forme la production demandée.
SCENARISATION :
S1 : Introduction, travail de recherche, débat, repères historiques
En salle de classe avec quelques outils de recherche en ligne
- 30 min : introduction par le professeur, repères historiques
- 20 min : répartition par groupe pour compléter les recherches
- 20 min : retour des groupes, bilan sur la confidentialité
- 10min : Repérage sur la Terre : Latitude/longitude/altitude, degré, minutes, secondes
S2 : Cartographie : TD Géoportail/ OpenStreetMap
En salle informatique
- 10 min : activité 2
- 30 min : présentation de géoportail et activité 3
- 40 min : présentation d’openstreetmap activité 4
- A faire pour la prochaine fois : relever les coordonnées GPS de son domicile
S3 : Fonctionnement GPS et Calculs d’itinéraires
En salle de classe avec vidéoprojecteur, activités débranchées.
- 30 min : parcours de graphe, puis activité 5
- 20 min Galiléo et principe de fonctionnement du GPS : activité 6
- 20 min : confidentialité puis activité 7, présentation de geosetter
- 10 min : présentation de l’activité bilan
- A faire pour la prochaine fois : afficher plusieurs itinéraires entre votre domicile et le lycée.
S4 : Le Tour du monde en 80 min
En salle informatique
Activité bilan
Exposés
- Les easter Eggs (images cachées) de google map
- La trilateration
- VPN , proxy, thor, cacher sa géolocalisation
- IPstack, ,localise-moi.com : des outils pour géolocaliser le visiteur d’un site internet
- Géolocalisation et droit du travail
- Les applications aspirateurs à données
- Cartes numériques et géopolitique
- Réseaux sociaux et géolocalisation
- Le GPS drawing
OUTILS :
IPSTACK Localiser les visiteurs de votre site web
Cree.py : visualiser les traces sur les réseaux sociaux (http://geocreepy.com)
geojson.xyz : A simple, open source website for the fast access of GeoJSON data
france-geojson.gregoiredavid.fr différents GeoJSON de France
https://localise-moi.com/geolocalisation
Fake GPS Location
NMEA Tools
Geosjons.io Editeur de Geojson
geoguessr.com
https://nmeagen.org/
https://umap.openstreetmap.fr/fr/
https://www.geogebra.org/m/BWSJEQgm
https://mercantour.info/gpxmap.html