Isabelle Alic, Arnaud Charleroy, Pascal Neveu, Anne Tireau

​

OpenSILEX :

Des systèmes d’information pour des données FAIR

RDO Formation à la gestion de données phénotypage végétal 15 & 16 juin 2023

contacts : isabelle.alic@inrae.fr et anne.tireau@inrae.fr

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OpenSILEX

RDO Formation à la gestion de données phénotypage végétal - 15 & 16 juin 2023

Valoriser les données : ré-analyses, méta-analyses et nouvelles analyses

→ impossible sans une gestion avancée des données

• Les Expérimentations ou Observations
• Sont complexes et ne peuvent pas être reproduites
• Nombreux besoins en ressources diverses
• Ensembles de données énormes et très complexes
• Contexte interdisciplinaire

​

​

​

Défi des données dans l'agriculture et les sciences de l'environnement

-> Besoins importants de transparence et de reproductibilité du traitement des données

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OpenSILEX

RDO Formation à la gestion de données phénotypage végétal - 15 & 16 juin 2023

• Il faut connaître la provenance des données
• Il faut connaître la méthode de production des données

Contexte

​

• Le nombre et la diversité des sources de données augmentent
• Complexité accrue des pipelines de données

​

​

​

• Augmentation des difficultés pour une science reproductible et ouverte
• Il est plus difficile de comprendre comment et dans quelles conditions les données ont été produites.

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OpenSILEX

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Une approche pour la gestion des données

Linked Data (lisibles par machine) : utilisent des ontologies et permettent de construire des ensembles de données pour la découverte de connaissances, l'offre de services, la validation de résultats, l'analyse prescriptive, etc.

​

​

​

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OpenSILEX

RDO Formation à la gestion de données phénotypage végétal - 15 & 16 juin 2023

OpenSILEX

• Structure
• Sémantique
• Données liées�
• Augmentation de la valeur des données�

→ Nouvelle génération de Systèmes d’Information

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OpenSILEX

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OpenSILEX

OpenSILEX, un ensemble de logiciels libres

​

Objectifs

• Méthodes et composants pour la mise en œuvre de systèmes d'information pour les données expérimentales dans les domaines de l'agriculture et de l'environnement
• Outils et services pour la collecte, l'organisation, le stockage, l'échange, l'exploration et le traitement de l'information
• Diverses communautés → axées sur l'ontologie

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​

​

Données

Méthodes

Personnes

Logiciel

Matériel

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OpenSILEX

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Créez des données FAIR, structurez vos données

Identification

Sémantique

Comment ?

• Tout peut être identifié : plantes, expériences, capteurs, événements, etc.
• Persistant, sans ambiguïté, résolvable

OpenSILEX, un système d'information piloté par des ontologies

• Conventions de nommage
• Vocabulaire contrôlé
• Relations formalisées entre les entités
• Annotation et enrichissement des données

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OpenSILEX

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• Objets scientifiques (plantes, organes végétaux, parcelles, etc.)�Identifiés par URI�
• Événements (ITK, pannes, météo, etc.)�Identifiés par URI�
• Variables, documents, observations et logiciels associés à ces objets et événements. Identifiés par URI�
• L'organisation et la mise en relation des Objets et des Événements se font à l'aide d'une sémantique contrôlée (références ontologiques, vocabulaires, thésaurus, taxonomies), d’ontologies d'application et de langages web sémantiques (RDF, OWL, SKOS).

Un pilotage par les ontologies

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OpenSILEX

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La galaxie OpenSILEX

Vitis Explorer

OpenSILEX

…

Vigne

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OpenSILEX

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Les Systèmes d’information basés sur OpenSILEX

OpenSILEX

PHIS

SIXTINE�

Ensemble d'ontologies

Phénomiques

Ensemble d’ontologies Végétales

PHENOME

EMPHASIS (EU)

Projets : SunAgri, IFV

et UE de Pech Rouge

Sinfonia

(SunAgri)�

Ensemble d’ontologies Vigne et Vin

INRAE

Unités expérimentales

WEIS

Envibis

Ecosystème aquatique

UR LBE

Ensemble d’ontologies Environnementales

Implémentations

​

Instances

p. 10

OpenSILEX

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La galaxie OpenSILEX

Vitis Explorer

Grandes cultures

Essais Systèmes

Arboriculture - vigne

Phénotypage des plantes

Viticulture - Oenologie

Environnement et procédés

Agro-Écologie

OpenSILEX

p. 11

OpenSILEX

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La galaxie OpenSILEX

Vitis Explorer

Grandes cultures

Essais Systèmes

Arboriculture - vigne

Phénotypage des plantes

Viticulture - Oenologie

Environnement et procédés

Agro-Écologie

OpenSILEX

Diaphen

Phenotoul

Pheno3c

M3P

Helsinki

Louvain

WUR

Copenhague

Ressources Phenome

Vigne

GCIE

LaCage

U2E

Arbo

…

p. 12

OpenSILEX

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PHIS : un système d'information piloté par des ontologies dédié au phénotypage végétal

Description sémantique des métadonnées (expériences, parcelles, facteurs, capteurs, variables, etc.)

Données

Traitement d'images

Extraction avancée de données

Données environnementales

​

Données phénotypiques

​

Image processing Analysis pipeline

interface utilisateur

Vue.js

Scripts

Interface utilisateur WS

Swagger UI

Communauté

​

Analyses,�Partage, etc.

​

REST API�Web App

​

Système de stockage de fichiers

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OpenSILEX

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Les Ontologies dans OpenSILEX

• Ontologies Standards
• Time Ontology: formalise les concepts en lien avec le temps
• SOSA: formalise les concepts en lien avec les capteurs
• Annotation Ontology (AO): formalise les concepts en lien avec les annotations
• Dublin Core (DC): formalise les concepts en lien avec documents
• FOAF: formalise les concepts en lien avec les personnes
• SKOS : description de termes

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OpenSILEX

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Les Ontologies dans OpenSILEX

• Ontologies de domaine
• Crop Ontology
• Agro ontology, PPEO (MIAPPE)
• PlantOntology + TO + PATO
• Unit Ontology
• Envo, etc.

p. 15

OpenSILEX

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Les Ontologies dans OpenSILEX

• Ontologies d’Application
• oeso: Ontology of Experimental Scientific Objects (entities)

oepo: Ontology of Experimental Phenotypic Objects

concepts principaux : objets expérimentaux, propriétés, informations expérimentales

​

• oeev: ontology of experimental events

concepts principaux : déplacements, gestion d’instruments, gestion d’objets scientifiques, troubles, etc.

​

p. 16

OpenSILEX

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Entité

Caractéristique

Méthode

Unité

Trait

PLANTE

HAUTEUR

RÈGLE

CM

ONTOLOGIES de référence

Entité

d’Intérêt

VARIÉTÉ

Un modèle de Variables partagé

p. 17

OpenSILEX

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Entité

Caractéristique

Méthode

Unité

Trait

PLANTE

HAUTEUR

RÈGLE

CM

ONTOLOGIES de référence

Entité

d’Intérêt

VARIÉTÉ

Un modèle de Variables partagé

p. 18

OpenSILEX

RDO Formation à la gestion de données phénotypage végétal - 15 & 16 juin 2023

Entité

Caractéristique

Méthode

Unité

Trait

PLANTE

HAUTEUR

RÈGLE

CM

ONTOLOGIES de référence

Entité

d’Intérêt

VARIÉTÉ

Un modèle de Variables partagé

p. 19

OpenSILEX

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Partage de Variables

Lier ces éléments à des ontologies existantes

Agroportal, le portail des ontologies dans l’agroalimentaire et les domaines connexes.- http://agroportal.lirmm.fr/

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OpenSILEX

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Décrire une Variable

Recherche d'un concept ontologique

21

Entity

Characteristic

Method

Scale (unit)

Trait

PLANT

HEIGHT

RULER

CM

Reference ONTOLOGIES

Entity

Individual

level

VARIETY

p. 21

OpenSILEX

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Décrire une Variable

Enrichissement du concept

22

Entity

Characteristic

Method

Scale (unit)

Trait

PLANT

HEIGHT

RULER

CM

Reference ONTOLOGIES

Entity

Individual

level

VARIETY

p. 22

OpenSILEX

RDO Formation à la gestion de données phénotypage végétal - 15 & 16 juin 2023

Décrire une Variable

Alignement du concept

23

Entity

Characteristic

Method

Scale (unit)

Trait

PLANT

HEIGHT

RULER

CM

Reference ONTOLOGIES

Entity

Individual

level

VARIETY

p. 23

OpenSILEX

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Les différents concepts OpenSILEX et leurs relations

p. 24

OpenSILEX

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​

• Interopérabilité avec les Outils :
• Adonis
• Olga (automne 2023)
• Geofolia (début 2024)

​

• Interopérabilité avec les standards :
• BrAPI
• FAIDARE
• RDG
• MIAPPE
• AgMIP / ICASA

​

OpenSILEX : interopérabilité et communautés

p. 25

OpenSILEX

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Projet

Expérimentation

Facteur

Protocole

Dispositif

Observations terrain

Automatique

Dispositif

Données

Contexte

Germplasm

Variables

OpenSILEX & Adonis

Version 1

p. 26

OpenSILEX

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Données passeports

Données phénotypiques

OpenSILEX & OLGA

p. 27

OpenSILEX

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OpenSILEX & Geofolia

Interventions

Matériel

Produit, dose

ITK�V1 export/import

p. 28

OpenSILEX

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BrAPI - https://brapi.org/

• Spécification d'une API de service web RESTful normalisée pour la communication de données sur la sélection végétale
• BrAPI-Core - Organisation et gestion d’expérimentation : Programs, Trials, Studies, Locations, People, and Lists
• BrAPI-Phenotyping - Entités liées aux observations phénotypiques : Observation Units, Observations, Observation Variables, Traits, Scales, Methods, and Images
• BrAPI-Genotyping - Entités liées à l'analyse génotypique : Samples, Markers, Variant Sets, Variants, etc.
• BrAPI-Germplasm - Entités liées à la gestion des germplasm : Germplasm, Germplasm Attributes, Seed Lots, etc.
• PHIS implémente les web services BrAPI (v1.3)

​

​

​

OpenSILEX et les standards - BrAPI

p. 29

OpenSILEX

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FAIDARE - https://urgi.versailles.inrae.fr/faidare/

• Indexation des jeux de données PHIS
• Utilisation des WebServices BrAPI

OpenSILEX et les standards - BrAPI & FAIDARE

Génération fichiers Json

Studies

Germplasm

Observations

ObservationUnit

ObservationVariables

Indexation dans FAIDARE

p. 30

OpenSILEX

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RDG - https://recherche.data.gouv.fr/fr

​

​

​

​

​

​

​

​

​

OpenSILEX et les standards - RDG

Constitution du jeu de données

Déclaration dans RDG

Métadonnées - statut brouillon

Récupération du DOI

p. 31

OpenSILEX

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• MIAPPE - https://www.miappe.org/
• Minimum Information About Plant Phenotyping Experiments
• Norme de données ouverte, pilotée par la communauté et conçue pour harmoniser les données issues des expériences de phénotypage des plantes.
• Mapping avec d’autres standards (ISA-Tools , BrAPI)
• PHIS est MIAPPE-compliant

​

OpenSILEX et les standards - MIAPPE

p. 32

OpenSILEX

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OpenSILEX et les standards - MIAPPE

p. 33

OpenSILEX

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OpenSILEX et les standards - MIAPPE

p. 34

OpenSILEX

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• AgMIP - https://agmip.org/
• Agricultural Model Intercomparison and Improvement Project
• ICASA - https://agmip.github.io/ICASA.html
• International Consortium for Agricultural Systems Applications
• ICASA Data Dictionary à utiliser dans les protocoles d'interopérabilité des données AgMIP
• Travail en cours : lien PHIS-AgMIP/ICASA
• Développement de web services standardisés de haut-niveau

​

OpenSILEX et les standards - AgMIP / ICASA

p. 35

OpenSILEX

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Les interfaces OpenSILEX permettent la gestion de :

• Organisation scientifique
• Information Projets
• Contexte Experimental
• Installations
• Capteurs

​

​

​

Des interfaces ergonomiques et user friendly

p. 36

OpenSILEX

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Les interfaces OpenSILEX permettent la gestion de :

• Organisation scientifique
• Information Projets
• Contexte Experimental
• Installations
• Capteurs

​

​

​

Des interfaces ergonomiques et user friendly

p. 37

OpenSILEX

RDO Formation à la gestion de données phénotypage végétal - 15 & 16 juin 2023

Les interfaces OpenSILEX permettent la gestion de :

• Organisation scientifique
• Information Projets
• Contexte Experimental
• Installations
• Capteurs

​

​

​

Des interfaces ergonomiques et user friendly

p. 38

OpenSILEX

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Les interfaces OpenSILEX permettent la gestion de :

• Organisation scientifique
• Information Projets
• Contexte Experimental
• Installations
• Capteurs

​

​

​

Des interfaces ergonomiques et user friendly

p. 39

OpenSILEX

RDO Formation à la gestion de données phénotypage végétal - 15 & 16 juin 2023

Les interfaces OpenSILEX permettent la gestion de :

• Information Scientifique
• Variables
• Objets scientifiques
• Germplasm
• Documents

​

​

​

​

Des interfaces ergonomiques et user friendly

p. 40

OpenSILEX

RDO Formation à la gestion de données phénotypage végétal - 15 & 16 juin 2023

Les interfaces OpenSILEX permettent la gestion de :

• Information Scientifique
• Variables
• Objets scientifiques
• Germplasm
• Documents

​

​

​

​

Des interfaces ergonomiques et user friendly

p. 41

OpenSILEX

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Les interfaces OpenSILEX permettent la gestion de :

• Information Scientifique
• Variables
• Objets scientifiques
• Germplasm
• Documents

​

​

​

​

Des interfaces ergonomiques et user friendly

p. 42

OpenSILEX

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Les interfaces OpenSILEX permettent la gestion de :

• Données
• Visualisation
• Provenance
• Gestion d ‘images

​

Des interfaces ergonomiques et user friendly

p. 43

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Les interfaces OpenSILEX permettent la gestion de :

• Données
• Visualisation
• Provenance
• Gestion d ‘images

​

Des interfaces ergonomiques et user friendly

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Une autre interface avec les données

• Swagger

http://opensilex.org/sandbox/api-docs/

• Basé sur OpenAPI https://www.openapis.org
• Format de description ouvert pour les services API
• Exploration des différents web services, et de leur retour
• Description et exemples des arguments à fournir
• Tests des requêtes

OpenSILEX Swagger - Connexion à des clients

​

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Une autre interface avec les données

• Python Client (Scripts)
• Repository Github : https://github.com/OpenSILEX/opensilexClientPython
• Basé sur un client autogénéré : https://github.com/OpenSILEX/opensilexClientToolsPython
• R Client (Package)
• Repository Github : https://github.com/OpenSILEX/opensilexClientR
• Basé sur un client autogénéré :: https://github.com/OpenSILEX/opensilexClientToolsR

OpenSILEX Swagger - Connexion à des clients

​

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Conclusion

• PHIS-Sixtine : utilisés dans plusieurs plateformes de phénotypage (France et Europe)
• Travail en lien avec les standards (BrAPI - MIAPPE)
• Développements en cours
• Nouvelles fonctionnalités
• Adaptation aux besoins et évolutions de la recherche
• Support
• Lien avec les équipes de recherche
• OpenSILEX : ouverture vers d’autres communautés

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OpenSILEX - PHIS : liens utiles

• OpenSILEX
• Site web OpenSILEX : http://opensilex.org/
• Instance Demo OpenSILEX : http://opensilex.org/sandbox/app/
• Comment contribuer ?
• Github repository : https://github.com/OpenSILEX/
• Documentation développeur : https://opensilex.github.io/docs-community-dev/
• OpenSILEX Docker : https://github.com/OpenSILEX/opensilex-docker-compose
• Documentation utilisateur : https://opensilex.github.io/phis-docs-community/
• Vidéo de présentation de la Version 1.0.0-rc+5 : https://youtu.be/jB9Hqh0Wn_Y
• Tutoriel de déclaration des variables : https://youtu.be/d1pGuh8PAKA

​

• PHIS
• Site Web PHIS : http://phis.inrae.fr/
• Publication : https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/nph.15385

​

• Instances ressources
• Instance ressources Phenome : https://phenome.inrae.fr/resources/app/
• Instance ressources Vigne et Vin : https://vitioeno.mistea.inrae.fr/resource/app/

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