source: trunk/workshop-foss4g/joins_advanced.rst @ 68

.. _joins_advanced:

Partie 19 : Plus de jointures spatiales
=======================================

Dans la partie précédente nous avons vu les fonctions :command:`ST_Centroid(geometry)` et :command:`ST_Union(geometry)` ainsi que quelques exemples simples. Dans cette partie nous réaliserons des choses plus élaborées.

.. _creatingtractstable:

Création de la table de traçage des recensements
------------------------------------------------

Dans le répertoire ``\data\`` des travaux pratiques, il y a un fichier qui contient des données attributaires, mais pas de géométries, ce fichier est nommé ``nyc_census_sociodata.sql``. La table contient des données sociaux-économiques intéressantes à propos de New York : revenus financiers, éducation .... Il y a juste un problÚme, les données sont rassemblées en "trace de recensement" et nous n'avons pas de données spatiales associées !

Dans cette partie nous allons

 * Charger la table ``nyc_census_sociodata.sql``
 * Créer une table spatiale pour les traces de recensement
 * Joindre les données attributaires à nos données spatiales
 * Réaliser certaines analyses sur nos nouvelles données

Chargement du fichier nyc_census_sociodata.sql
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

 #. Ouvrez la fenêtre de requêtage SQL depuis PgAdmin
 #. Sélectionnez **File->Open** depuis le menu et naviguez jusqu'au fichier ``nyc_census_sociodata.sql``
 #. Cliquez sur le bouton "Run Query"
 #. Si vous cliquez sur le bouton "Refresh" depuis PgAdmin, la liste des tables devrait contenir votre nouvelle table ``nyc_census_sociodata``

Création de la table traces de recensement
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

Comme nous l'avons fait dans la partie précédente, nous pouvons construire des géométries de niveau suppérieur en utilisant nos blocs de base en utilisant une partie de la clef ``blkid``. Afin de calculer les traces de recensement, nous avons besoin de regrouper les blocs en uitlisant les 11 premiers caractÚres de la colonne ``blkid``.

  ::

    360610001009000 = 36 061 00100 9000

    36     = State of New York
    061    = New York County (Manhattan)
    000100 = Census Tract
    9      = Census Block Group
    000    = Census Block

Création de la nouvelle table en utilisant la fonction d'agrégation :command:`ST_Union` :

.. code-block:: sql

   -- Création de la table
   CREATE TABLE nyc_census_tract_geoms AS
   SELECT
     ST_Union(the_geom) AS the_geom,
     SubStr(blkid,1,11) AS tractid
   FROM nyc_census_blocks
   GROUP BY tractid;

   -- Indexation du champ tractid
   CREATE INDEX nyc_census_tract_geoms_tractid_idx ON nyc_census_tract_geoms (tractid);

   -- Mise à jour de la table geometry_columns
   SELECT Populate_Geometry_Columns();

Regrouper les données attributaires et spatiales
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

L'objectif est ici de regrouper les données spatiales que nous avons créé avec les données attributaires que nous avions chargé initialement.

.. code-block:: sql

  -- Création de la table
  CREATE TABLE nyc_census_tracts AS
  SELECT
    g.the_geom,
    a.*
  FROM nyc_census_tract_geoms g
  JOIN nyc_census_sociodata a
  ON g.tractid = a.tractid;

  -- Indexation des géométries
  CREATE INDEX nyc_census_tract_gidx ON nyc_census_tracts USING GIST (the_geom);

  -- Mise à jour de la table geometry_columns
  SELECT Populate_Geometry_Columns();

.. _interestingquestion:

Répondre à une question intéressante
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

Répondre à une question intéressante ! "Lister les 10 meilleurs quartiers ordonnés par la proportion de personnes ayant acquis un diplÎme".

.. code-block:: sql

  SELECT
    Round(100.0 * Sum(t.edu_graduate_dipl) / Sum(t.edu_total), 1) AS graduate_pct,
    n.name, n.boroname
  FROM nyc_neighborhoods n
  JOIN nyc_census_tracts t
  ON ST_Intersects(n.the_geom, t.the_geom)
  WHERE t.edu_total > 0
  GROUP BY n.name, n.boroname
  ORDER BY graduate_pct DESC
  LIMIT 10;

Nous sommons les statistiques qui nous intéressent, nous les divisons ensuite à la fin. Afin d'éviter l'erreur de non-division par zéro, nous ne prenons pas en compte les quartiers qui n'ont aucune personne ayant obtenu un diplÎme.

::

   graduate_pct |       name        | boroname
  --------------+-------------------+-----------
           40.4 | Carnegie Hill     | Manhattan
           40.2 | Flatbush          | Brooklyn
           34.8 | Battery Park      | Manhattan
           33.9 | North Sutton Area | Manhattan
           33.4 | Upper West Side   | Manhattan
           33.3 | Upper East Side   | Manhattan
           32.0 | Tribeca           | Manhattan
           31.8 | Greenwich Village | Manhattan
           29.8 | West Village      | Manhattan
           29.7 | Central Park      | Manhattan


.. _polypolyjoins:

Polygones/Jointures de polygones
--------------------------------

Dans notre requête intéressante (dans :ref:`interestingquestion`) nous avons utilisé la fonction :command:`ST_Intersects(geometry_a, geometry_b)` pour déterminer quelle entité polygonale à inclure dans chaque groupe de quartier. Ce qui nous conduit à la question : que ce passe-t-il si une entité tombe entre deux quartiers ? Il intersectera chacun d'entre eux et ainsi sera inclut dans **chacun** des résultats.

.. image:: ./screenshots/centroid_neighborhood.png

Pour éviter ce cas de double comptage il existe trois méthodes :

 * La méthode simple consiste a s'assurer que chaque entité ne se retrouve que dans **un** seul groupe géographique (en utilisant :command:`ST_Centroid(geometry)`)
 * La méthode complexe consiste à disviser les parties qui se croisent en utilisant les bordures (en utilisant :command:`ST_Intersection(geometry,geometry)`)

Voici un exemple d'utilisation de la méthode simple pour éviter le double comptage dans notre requête précédente :

.. code-block:: sql

  SELECT
    Round(100.0 * Sum(t.edu_graduate_dipl) / Sum(t.edu_total), 1) AS graduate_pct,
    n.name, n.boroname
  FROM nyc_neighborhoods n
  JOIN nyc_census_tracts t
  ON ST_Contains(n.the_geom, ST_Centroid(t.the_geom))
  WHERE t.edu_total > 0
  GROUP BY n.name, n.boroname
  ORDER BY graduate_pct DESC
  LIMIT 10;

Remarquez que la requête prend plus de temps à s'exécuter, puisque la fonction :command:`ST_Centroid` doit être effectuée pour chaque entité.

::

   graduate_pct |       name        | boroname
  --------------+-------------------+-----------
           49.2 | Carnegie Hill     | Manhattan
           39.5 | Battery Park      | Manhattan
           34.3 | Upper East Side   | Manhattan
           33.6 | Upper West Side   | Manhattan
           32.5 | Greenwich Village | Manhattan
           32.2 | Tribeca           | Manhattan
           31.3 | North Sutton Area | Manhattan
           30.8 | West Village      | Manhattan
           30.1 | Downtown          | Brooklyn
           28.4 | Cobble Hill       | Brooklyn

Éviter le double comptage change le résultat !


.. _largeradiusjoins:

Jointures utilisant un large rayon de distance
----------------------------------------------

Une requête qu'il est "sympa" de demander est : "Comment les temps de permutation des gens proches (dans un rayon de 500 mÚtres ) des stations de métro diffÚrent de ceux qui en vivent loin ? "

Néanmoins, la question rencontre les mêmes problÚmes de double comptage : plusieurs personnes seront dans un rayon de 500 mÚtres de plusieurs stations de métro différentes. Comparons la population de New York :

.. code-block:: sql

  SELECT Sum(popn_total)
  FROM nyc_census_blocks;

::

  8008278

Avec la population des gens de New York dans un rayon de 500 mÚtres d'une station de métro :

.. code-block:: sql

  SELECT Sum(popn_total)
  FROM nyc_census_blocks census
  JOIN nyc_subway_stations subway
  ON ST_DWithin(census.the_geom, subway.the_geom, 500);

::

  10556898

Il y a plus de personnes proches du métro qu'il y a de personnes ! Clairement, notre requête SQL simple rencontre un gros problÚme de double comptage. Vous pouvez voir le problÚme en regardant l'image des zones tampons créées pour les stations.

.. image:: ./screenshots/subways_buffered.png

La solution est de s'assurer que nous avons seulement des blocs distincts avant de les regrouper. Nous pouvons réaliser cela en cassant notre requête en sous-requêtes qui récupÚrent les blocs distincts, les regroupent pour ensuite retourner notre réponse :

.. code-block:: sql

  SELECT Sum(popn_total)
  FROM (
    SELECT DISTINCT ON (blkid) popn_total
    FROM nyc_census_blocks census
    JOIN nyc_subway_stations subway
    ON ST_DWithin(census.the_geom, subway.the_geom, 500)
  ) AS distinct_blocks;

::

  4953599

C'est mieux ! Donc un peu plus de 50 % de la population de New York vit à proximité (500m, environ 5 à 7 minutes de marche) du métro.