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Le Cloud Optimized GeoTIFF (COG) est devenu un format clé pour diffuser des rasters géospatiaux sur Internet. Contrairement au GeoTIFF classique, il permet aux logiciels SIG comme QGIS de lire seulement les portions nécessaires d’un fichier stocké dans le cloud, ce qui améliore fortement les performances.
Il permet d’accéder rapidement à des images volumineuses sans devoir télécharger l’intégralité du fichier.

Mais pour comprendre son intérêt, il faut d’abord voir les limites du GeoTIFF classique.

1. Pourquoi le GeoTIFF classique montre ses limites

Le GeoTIFF est un format très répandu pour stocker :

• des images satellites
• des orthophotos
• des modèles numériques de terrain
• des cartes rasterisées

Cependant, lorsqu’un fichier est stocké sur un serveur distant, un problème apparaît.

Supposons un raster de 3 Go.

Si un logiciel veut afficher seulement une petite zone, il doit souvent :

1. télécharger une grande partie du fichier
2. lire les blocs nécessaires
3. reconstruire l’image.

Cela fonctionne bien en local, mais devient inefficace lorsque les données sont accessibles via HTTP ou dans le cloud.

Cela devient problématique lorsque les données sont stockées :

• sur un serveur distant
• dans un stockage cloud
• ou accessibles par HTTP

Résultat :

• lenteur
• forte consommation de bande passante
• mauvaise expérience utilisateur.

2. L’idée du Cloud Optimized GeoTIFF

Le Cloud Optimized GeoTIFF (COG) est une organisation particulière d’un GeoTIFF qui permet de lire uniquement les parties nécessaires du fichier, sans télécharger l’ensemble.

            Cloud Storage
         ┌─────────────────┐
         │    COG file     │
         │                 │
         │  ┌────┬────┬────┐
         │  │T1  │T2  │T3  │
         │  ├────┼────┼────┤
         │  │T4  │T5  │T6  │
         │  ├────┼────┼────┤
         │  │T7  │T8  │T9  │
         │  └────┴────┴────┘
         │                 │
         │  Overviews      │
         └─────────────────┘
                 ▲
                 │
     HTTP Range Request
                 │
                 ▼

            QGIS / Client
     télécharge uniquement
     les tuiles nécessaires

Le principe repose sur deux éléments :

Le découpage interne en tuiles

Le raster est stocké sous forme de tuiles internes.

Cela permet de lire uniquement les blocs utiles.

Exemple :

si on affiche une petite zone, le logiciel télécharge seulement les tuiles correspondantes.

Les pyramides internes (overviews)

Le fichier contient plusieurs résolutions de l’image.

Cela permet :

• un affichage rapide à petite échelle
• sans recalculer la résolution.

Une structure optimisée pour HTTP Range Requests

Le point clé du COG est l’ordre de stockage des données dans le fichier.

Il est organisé pour que les logiciels puissent utiliser les requêtes HTTP partielles (HTTP Range Requests).

Cela permet :

• de demander uniquement certains morceaux du fichier
• sans télécharger le reste.

3. Pourquoi c’est devenu un standard dans le géospatial

Le COG est aujourd’hui largement utilisé dans les infrastructures géospatiales modernes.

Ses avantages :

✔ accès rapide aux données distantes
✔ compatible avec le cloud (S3, Azure, GCS)
✔ lecture progressive
✔ format simple (toujours un GeoTIFF)

Beaucoup de catalogues de données utilisent désormais des COG :

• données satellites
• modèles numériques de terrain
• orthophotos

4. Comparaison avec d’autres approches raster

Le COG se situe entre les deux :

• simplicité d’un fichier unique
• performance proche des tuiles web

5. Exemple d’utilisation dans QGIS

QGIS supporte directement les COG.

On peut charger un raster distant via une URL.

Par exemple :

https://download.osgeo.org/geotiff/samples/usgs/o41078a5.tif

QGIS va :

1. lire l’en-tête du fichier
2. identifier les tuiles nécessaires
3. télécharger seulement ces portions.

Le raster peut rester entièrement sur le serveur distant.

Dans Qgis:

1. Menu Couche
2. Ajouter une couche
3. Ajouter une couche raster

6. Comment créer un Cloud Optimized GeoTIFF

La création d’un COG est très simple avec GDAL.

Commande de base :

gdal_translate input.tif output_cog.tif -of COG

Exemple avec compression :

gdal_translate input.tif output_cog.tif \
-of COG \
-co COMPRESS=DEFLATE \
-co BLOCKSIZE=512

Options courantes :

Exemple plus complet :

gdal_translate input.tif output_cog.tif \
-of COG \
-co COMPRESS=DEFLATE \
-co BLOCKSIZE=512

7. Comment vérifier qu’un fichier est un vrai COG

Un GeoTIFF n’est pas forcément un COG valide.

On peut vérifier la structure avec :

gdalinfo fichier.tif

ou avec l’outil :

cog_validate fichier.tif

Cet outil vérifie :

• l’ordre interne des blocs
• la présence des overviews
• l’organisation optimisée du fichier.

8. Dans quels cas utiliser le COG ?

Le COG est particulièrement utile pour :

• les catalogues de données en ligne
• les images satellite
• les MNT
• les orthophotos
• les infrastructures open data

En revanche, il n’est pas forcément utile pour :

• de petits rasters
• des fichiers utilisés uniquement en local.

9. Un élément clé des architectures géospatiales modernes

Le COG est aujourd’hui un composant central des architectures cloud géospatiales.

Il est souvent utilisé avec :

• STAC (catalogues de données)
• Tile servers
• API géospatiales

Il permet d’accéder directement aux rasters sans base de données raster.

10. Le lien avec STAC

Le COG est souvent utilisé avec STAC (SpatioTemporal Asset Catalog).

STAC permet de cataloguer des données géospatiales dans le cloud.

Dans ce cas :

• STAC décrit les métadonnées
• les rasters sont stockés sous forme de COG

Cette combinaison est devenue une architecture très répandue pour les données satellites.

Conclusion

Le Cloud Optimized GeoTIFF n’est pas un nouveau format mais une organisation optimisée du GeoTIFF.

Cette optimisation permet :

• une lecture rapide
• un accès distant efficace
• une intégration simple dans les architectures cloud.

C’est aujourd’hui l’un des formats raster les plus utilisés pour la diffusion de données géospatiales.

Un Cloud Optimized GeoTIFF permet de transformer un simple fichier raster en service de données accessible à distance. Le logiciel SIG ne télécharge que les portions nécessaires du fichier, ce qui permet de visualiser des rasters très volumineux sans infrastructure serveur complexe.

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Atilio Francois