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Analyse de réseau avec GRASS/QGIS [2eme partie] : Analyse de la pertinence de la sectorisation des collèges publics des P.O

Nous avons vu dans la 1ere partie comment utiliser certains des modules d’analyse réseau de GRASS dans Qgis, soit le module de création de réseau v.net et celui de séparation du réseau selon des coûts de distance v.net.iso.

Nous allons maintenant vérifier la pertinence de la sectorisation des collèges (la fameuse carte scolaire) à l’aune des coûts de déplacements, c’est à dire voir dans quelle mesure cette sectorisation respecte le trajet le plus court vers le collège du secteur ou s’il existe un collège plus proche.

 

Note sur les données utilisées pour l’étude :

– les données du réseau routier proviennent de la BDtopo ® de l’IGN (licence gratuite pour la recherche)

– les données de la population scolarisée par communes pour la tranche d’age de 11-15 ans (collèges) proviennent de la population légale de l’INSEE (recensement 2011/2012)

– les données de la sectorisation et des effectif des collèges proviennent du site de l’Académie de Montpellier.

 


Introduction

Pour la suite de notre étude, il faut prendre en compte deux facteurs importants :

1- La sectorisation se fait sur la base communale, comme le montre la carte de la sectorisation ci-dessous, ce qui en soit est une source d’approximation. En effet les tailles de communes n’étant pas égales entre elles, cet échelon du territoire n’est sans doute pas la zone géographique la plus appropriée pour dessiner des aires de proximité autour des Collèges.

2- Ensuite, et c’est un point important, la proximité géographique n’est pas le seul critère, il y a celui du nombre d’enfants scolarisés qui entre en compte dans cette sectorisation comme le montre la carte de la réparation communale du nombre de collégiens

 

sectorisation_colleges

carte_repartition_communale_collegiens

 

1-Les aires d’influence des collèges sur le réseau routier avec l’utilisation du module GRASS : v.net.alloc

Pour trouver ces « aires d’influence » on peut utiliser le module GRASS qui alloue un sous-réseau en fonction du centre le plus proche : v.net.alloc

Il s’agit, une fois le réseau crée avec le module v.net (voir 1ere partie), d’allouer un sous réseau catégorisé par un ou plusieurs centres (donnée ponctuelle) que représente les établissements.

Cette catégorie peut être filtré (grâce à l’identifiant de l’établissement) ou être de la forme 1-402 dans le cadre de la prise de tous les établissements scolaire ,ou encore 1-30 pour le cas des collèges publics uniquement.

v.net.alloc

Création d’un sous-réseau de même distance par rapport aux centres. Remarquez qu’ici les 402 établissements scolaires des P.O sont pris en compte

 

Le résultat permet de mettre en évidence les réseau qui sont les plus proche des collèges, et ce , pour chaque établissement du département

12-v.net.alloc_resulats

Exemple du résultat de v.net.alloc sur les établissements scolaire du département

 

Nous avons obtenus un réseau linéaire d’influence des collèges (voir carte ci-dessous) mais pour plus de lisibilité nous allons le transformer en zone.

 

resultats

Résultats de l’utilisation du module v.net.alloc sur les collèges publics du département uniquement

 

 2- Affiner & présenter les résultats avec Qgis

Nous allons transformer le réseau en raster afin de pouvoir fondre les zones de même distance dans des polygones car c’est toujours plus parlant, notamment à petite échelle.

Pour cela nous commençons par « rastériser » notre réseau en utilisant comme champ des futurs pixels l’identifiant du collège.

 

rasteriser1

La résolution de chaque pixel est fixée à 500 x500 de manière à fusionner un peu plus notre réseau. Et voilà !

vecteur_vers_raster

Ce raster peut maintenant  être interpolé avec d’autres vecteurs mais nous allons juste le retransformer en polygones, toujours avec Qgis.

Pour cela on utilise la fonction de vectorisation raster -> vecteurs :

 

polygoniser

 

Et voilà nous avons nos zones « d’influence » des collèges.

 

polygone_colleges


 

 3- Résultats

Nous allons croiser les données de la sectorisation des collèges avec celle de nos chemins le plus court pour se rendre au collège le plus proche et nous obtenons cette carte qui synthétise la carte scolaire et en modère sa pertinence.

Nous avons mis de côté Perpignan pour plus de lisibilité et car cela mériterait une carte à part.

 

synthese_pertinence_carte_scolaire

 

 

 

 

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Analyse de réseau avec GRASS/QGIS [1ere partie] : calcul de l’éloignent aux collèges publics des P.O

Dans ce tutoriel nous allons voir comment utiliser les fonctions d’analyse de réseau de GRASS avec Qgis comme interface graphique.

Le sujet d’étude est la proximité aux services publics d’éducation avec notamment la question du coût de déplacement. Cette question est capitale quand on sait que l’heure du réveil peut s’avérer être un facteur prépondérant sur la réussite scolaire.

Introduction

GRASS GIS est LE logiciel SIG opensource historique. Il comporte des modules d’analyse spatiale très avancés, mais le soucis est qu’il est austère.

Son interface graphique et ses fonctions d’édition cartographiques sont en outre mois souple que Qgis, encore que cela est moins vrai avec la nouvelle version stable : la 7.0.

Aussi il existe un plug-in GRASS pour Qgis qui permet de bénéficier du meilleur des deux mondes.

C’est cette fonctionnalité que nous allons utiliser pour notre étude.

Je ne reviens pas sur l’installation et le paramétrage de GRASS pour Qgis qui est bien détaillé dans la documentation de qgis mais il faut retenir deux facteurs importants qui peuvent dérouter ceux qui utilisent GRASS pour la première fois :

1- GRASS possède sa propre base de données, le  dataset, qui est à la croisée des chemins entre le fichier et la base de donnée. Il faut donc importer toute donnée (raster, vecteur ou autre) dans GRASS avant de pouvoir travailler avec.

2- GRASS travaille sur le principe de région, c’est à dire une emprise géographique, qu’il convient de définir avant de commencer.

 


1- Préparation de la donnée

Nous cherchons à analyser les temps de transport autour des établissements scolaires des P.O, en particuliers les collèges publics.

Pour cela nous allons utiliser les données ouvertes du ministère et télécharger la géolocalisation des établissements scolaire sur le site d’opendata de la mission etalab :  data.gouv.fr

Il s’agit d’un fichier délimité (.csv)  qui contient les adresses et le coordonnées des établissements mais aussi des informations supplémentaires (nom, niveau, nature, etc.)

le pdf ci-dessous décrit cette donnée

description_donnee_etablissements_scolaires

 

Nous allons donc commencer par importer cette donnée csv dans qgis grâce à l’outil d’import de csv :

1-import_csv

Import du csv dans qgis. l’import est entièrement paramétrable (encodage, choix du délimiteur, choix des champs x,y, etc.)

 

le résultat donne une carte où les établissements sont représentés par un ponctuel :

2-import_france

Résultat de l’import du .csv

Seulement nous ne voulons travailler que sur le département des P.O, nous allons donc trier cette donnée  grâce à la commande filtre de Qgis.

Nous avons remarqué que la numérotation du ministère comporte le code département au début.

Nous allons donc utiliser l’expression ‘like ‘066%’ qui permet de trier tous les numéro commençant par 066 :

3-tri_sur_po

tri sur la donnée

 

 


2- Import des données dans GRASS

Nous allons désormais importer les points de localisation des établissements scolaires ainsi que le réseau routier de la BDtopo® de l’IGN dans GRASS grâce au module d’import vectorielle v.in.ogr

 

4-import_dans_grass

import de données vectorielles dans GRASS

Le résultat est visible dans l’outil GRASS de qgis qui recense en outre les différents modules :

5-couches_importees

les couches importées et leurs statistiques basiques dans l’outil GRASS pour Qgis

 

 

Un fois importées dans GRASS les couches sont  utilisable avec toutes les fonctions de qgis (thématique, composeur, etc.)

C’est là que réside l’atout majeur de la fusion de ces deux outils.

6-resultat_import

Les couches GRASS dans Qgis (on voit en rouge la région de travail de GRASS)

 


3- Les modules d’analyse réseau de GRASS (v.net.*)

Tous les modules d’analyse réseau de GRASS commencent par v.net (v pour vecteur, net pour réseau). Mais dans tous les cas il faut commencer par affecter un réseau liant les points et le réseau  avec la commande v.net

7.1grass_commande_analyse_reseau

Les modules d’analyse réseau de GRASS

 

3.1 – Création du réseau – module v.net

 Le réseau que l’on va créer va permettre de mettre en liaison les ponctuels représentant les établissements scolaires avec le réseau routier de la BDtopo®

Cette opération est nécessaire avant toute analyse réseau dans GRASS.

Pour cela, on utilise le module v.net . La couche de vecteur principale est le réseau routier, la couche de ponctuels est celle des établissements scolaires.

7-commande_v.net_creation_reseau

création d’un réseau avec GRASS

Nous allons choisir l’option « connecter des points non connectés par insertion de nouvelles lignes » avec un seuil (Treshold) de 500 m

Il s’agit de relier les établissements scolaires au réseau routier, y compris si le point représentant l’établissement est à 500 m du réseau routier.

creation_reseau

le module v.net permet de connecter les points au réseau

 

3.2 – Analyse du réseau selon le coût de déplacement autour des collèges publics du département : module v.net.iso

Nous allons tout d’abord trier les établissements dans qgis pour ne retenir qu les collèges public puis réimporter le tout dans GRASS (et créer un nouveau réseau avec le module v.net)

13-tri_colleges

Tri des collèges publics dans Qgis

 

Une fois le réseau créé, nous allons utiliser le module v.net.iso pour sortir les coûts de déplacements (ici en distance) autour des collèges publics du département.

Mais nous pouvions faire de même avec le temps de déplacement si nous avions la vitesse dans la donnée attributaire du réseau routier.

isolignes

le module v.net.iso de GRASS

 

Ici les paramètre à passer au réseau sont

la catégorie => ici il s’agit de filtrer sur un des 30 collèges ou les prendre tous en compte (1-30)

les coûts (cost)  => ici on choisit les distances que l’on veut étudier (moins de 1km à plus de 30 km dans notre exemple)

4- Résultat 

Et voilà la carte permet de mettre à jour les coûts de déplacements et ainsi la proximité au service public d’éducation.

Mais nous verrons dans d’autres articles d’autres fonctions  toutes aussi puissantes.

@ suivre…

synthese_colleges_cout_distance

 

 

 

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