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title: Exercice 3 - Ventilation de la population par IRIS aux bâtiments du centre de Rennes avec refFunctions

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# Exercice 3 - Ventilation de la population par IRIS aux bâtiments du centre de Rennes avec refFunctions

Dans cet exercice, nous allons utiliser le plugin QGIS refFunctions pour affecter la population par IRIS aux bâtiments du centre de Rennes.
Cette extension n'est pas la plus adaptée pour réaliser ce genre de traitements mais cela reste tout de même possible. L'exercice ici est plutôt de présenter une nouvelle méthode pour réaliser la fameuse ventilation de la population à l'échelle du bâti, qui a tant traumatisé les élèves du master SIGAT. 

Vous pouvez tenter de réaliser cet exercice en autonomie ou de suivre les étapes de ce document.

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## Quelques rappels de refFunctions

Le plugin QGIS refFunctions ajoute des fonctions utilisateur personnalisées à la calculatrice de champs de QGIS. Ces fonctions permettent d'effectuer des jointures attributaires et spatiales entre deux couches, de transformer des entités polygonales en entités ponctuelles et de calculer des longueurs et des surfaces.

Documentation du plugin : https://github.com/enricofer/refFunctions

**CheatSheet de refFunctions :**

![](https://i.imgur.com/A0qQoMq.jpg)

Cette cheatsheet regroupe toutes les fonctions du plugin refFunctions.

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## Les données

Dans cet exercice, nous allons utiliser des données de limites administratives, de population et du bâti provenant de plusieurs sources (IGN et Rennes Métropole). Vous pouvez télécharger les données [ici](https://drive.google.com/drive/folders/1ygjsZ2HtLBpVttx9E8_BH7Y1S4fsXPtH)

### Détail des données

**IGN :**

*  **Centre** : Couche des limites administratives du quartier Centre de Rennes
*  **IRIS** : Couche des IRIS du centre de Rennes avec des informations sur la population
*  **BDTOPO** : Couche du bâti de la BDTOPO V3. On utilisera la géométrie de cette couche pour effectuer la ventilation

**Rennes Métropole :**

*  **ConstructionBaties_RM** : Couche des sous-ensembles de bâtiments (constructions) provenant du découpage référentiel bâtiments de Rennes Métropole avec des informations sur la hauteur des bâtiments
*  **ReferentielBatiments_RM** : Couche du référentiel bâti de Rennes Métropole, qui sera enrichie de la hauteur de la couche ConstructionBaties_RM

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## Les étapes

**1. Préparation de la couche « Bâtiments »**

* Affecter aux bâtiments de la couche « Référentiel Bâti » les hauteurs issues de la couche « Constructions bâties »
* Affecter les hauteurs à la couche de la BDTOPO
* Harmoniser les hauteurs des bâtiments (hauteur minimum de 3m)
* Calculer le nombre d’étages des bâtiments (hauteur/3)
* Calculer la surface au sol des bâtiments
* Calculer la surface plancher de chaque bâtiment  de la couche (Surface au sol * Nombre d’étage)

**2. Ventilation des données statistiques issues des IRIS à l’échelle des bâtiments**

* Calculer la surface plancher totale de chaque IRIS (jointure spatiale avec résumé statistique)
* Affecter à chaque bâtiment la surface plancher de l’IRIS dans lequel il se trouve
* Effectuer la ventilation de la population : population de l’IRIS * (surface plancher du bâtiment / surface plancher totale de l’IRIS)

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## Les prérequis

* Ouvrir QGIS 3.16 (dernière version stable). Vous pouvez télécharger QGIS via ce [lien](https://www.qgis.org/fr/site/forusers/download.html)
* Installer le plugin refFunctions : **Extensions > Installer/gérer les extensions** 

![](https://i.imgur.com/IWS49wM.png)

De nouvelles fonctionnalités sont apparues dans la calculatrice de champs de QGIS.

![](https://i.imgur.com/tpaYYau.png)

Voila! Vous êtes maintenant prêt pour commencer l'exercice.

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## Importation des données dans QGIS

Récuperez les données, si ce n'est pas déjà fait, en cliquant sur le [lien](https://drive.google.com/drive/folders/1ygjsZ2HtLBpVttx9E8_BH7Y1S4fsXPtH).

Pour importer les données dans QGIS, plusieurs options s'offrent à vous :

Vous pouvez selectionner les fichiers **.shp** du répertoire **Données - Ventilation** que vous venez de télécharger et les faire glisser dans la fenêtre de QGIS.

Ou alors, importer les couches shapefiles une par une en se rendant dans le gestionnaire des sources de données : **Couche > Ajouter une couche > Ajouter une couche vecteur...** ou en utilisant le raccourci clavier **Ctrl+Maj+V**.

![](https://i.imgur.com/R1Cih1q.png)

![](https://i.imgur.com/27Wy1Vh.png)

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## Préparation de la couche « Bâtiments »

Une fois les différentes couches importées dans QGIS, nous pouvons commencer la ventilation de la population en créant une couche du bâti sémantiquement complète.

### Affecter aux bâtiments de la couche « Référentiel Bâti » les hauteurs issues de la couche « Constructions bâties »

Dans un premier temps, rendez vous dans la calculatrice de champs de la couche **ConstructionBaties_RM**, nous allons utiliser la fonction **WKTcentroid** qui nous permettra ensuite d'effectuer une jointure spatiale avec la couche **ReferentielBatiments_RM**.
```
 WKTcentroid(  geom_to_wkt(  $geometry ))
```
On vient ici créer un champ en chaîne de caractères (notez 100 en longueur de champ pour être tranquille), représentant la géométrie  des centroïdes de chaque entité de la couche. Pour y arriver, il faut récupérer la géométrie de chaque entité avec **$geometry**, la transformer en WKT (Well-Known Text) avec la fonction **geom_to_wkt** pour pouvoir utiliser **WKTcentroid**. Enregistrez les modifications. Vous devriez obtenir le résultat suivant :

![](https://i.imgur.com/0yCLbci.png)

Le problème de cette méthode est qu'elle ne créer pas de nouvelle couche. Pour avoir les centroïdes du bâti il faut donc exporter la couche en **CSV** puis l'importer en couche de texte délimité : **Couche > Ajouter une couche > Ajouter une couche de texte délimité...** ou avec le raccourci clavier **Ctrl+Maj+T**. Vous devez paramétrer la fenêtre comme ci-dessous.

![](https://i.imgur.com/Dv8VfV6.png)

![](https://i.imgur.com/dFxe51h.png)

Maintenant, rendez vous dans la calculatrice de champs de la couche **ReferentielBatiments_RM** pour effectuer la jointure spatiale avec la couche des centroïdes de **ConstructionBaties_RM**. Nous voulons ici récuperer la hauteur maximale de chaque bâtiment, cependant il n'y a pas de fonctions nous permettant de la faire (seulement compter et somme des attributs). Nous allons donc plutôt nous tourner vers la hauteur moyenne pour chaque bâtiment. Pour se faire, il va falloir combiner deux fonctions de jointure spatiale avec résumé statistique **intersecting_geom_sum** et **intersecting_geom_count**.
```
intersecting_geom_sum( 'centroid_construction', 'h_faitage') /  intersecting_geom_count( 'centroid_construction')
```
Pour obtenir la moyenne des hauteurs par bâtiment nous avons donc fait la somme des hauteurs de la couche **centroid_construction** que nous avons ensuite divisé par le comptage des points de cette même couche. Enregistrez les modifications. Vous devriez obtenir le résultat suivant : 

![](https://i.imgur.com/sL5znhZ.png)

Hauteur maximale : 43,57 m

### Affecter les hauteurs à la couche de la BDTOPO

Tout comme dans la première étape, il faut créer une couche de centroïd des bâtiments du référentiel bâtiments de Rennes Métropole : **Sélection couche ReferentielBatiments_RM > Calculatrice de champs**. N'oubliez pas de créer un champ en chaîne de caractères avec une longueur de 100.
```
 WKTcentroid(  geom_to_wkt(  $geometry ))
```
Vous pouvez enregistrez les modifications. Vous devez a nouveau enregistrer la couche en **CSV** et l'importer en **couche de texte délimité**.

Après cette étape, rendez vous dans la calculatrice de champs de la couche **BDTOPO** pour effectuer la jointure spatiale avec la couche des centroïdes de **ReferentielBatiments_RM**. Nous allons utiliser la fonction **geomintersects** qui permet de récupérer spatialement les valeurs d'un champ au choix, d'une couche cible. Il y a cependant, certains centroïdes du **référentiel bâti de Rennes Métropole** qui n'intersectes pas les entités de celui de l'**IGN**.Il va donc falloir, dans un second temps, utiliser la fonction **geomnearest** sur les valeurs **NULL**. La fonction va récupérer la valeur du point le plus proche de l'entité source. Pour faire cette requête, il faut imbriquer les deux fonctions dans une conditionnelle (**Case when ... then ... else ... end**). Le champ créé doit être de type Nombre décimal (réel). 
```
Case when geomintersects( 'centroid_bati', 'hauteur') is NULL 
then geomnearest( 'centroid_bati', 'hauteur') 
else geomintersects( 'centroid_bati', 'hauteur') end
```

Vous devriez avoir enrichit le référentiel bâti de la BDTOPO comme ci-dessous : 

![](https://i.imgur.com/XBm4D1w.png)

Bravo ! Vous avez maintenant votre référentiel bâti enrichit d'un champ de hauteur. La prochaine étape de cet exercice va consister à harmoniser cette hauteur de bâtiment, calculer le nombre d'étages, la surface au sol et la surface plancher de chaque bâtiment.

### Harmoniser les hauteurs des bâtiments (hauteur minimum de 3m)


Pour cette étape, la méthode consiste à modifier la hauteur inférieure à 3 mètres et d'y affecter une hauteur de 3 mètres. Il faut pour cela executer une requête conditionnelle.
```
case when "hauteur_2" < '3' then '3' else  "hauteur_2" end
```

Maintenant que vous avez un champ de hauteur harmonisé, vous pouvez passer à la suite.

### Calculer la surface plancher de chaque bâtiment de la couche

Nous allons à présent calculer la surface plancher de chaque bâtiment sans passer par l'étape de calcul de surface au sol, car la calculatrice de champs permet de le faire d'un coup. Pour réaliser cette requête nous aurions pu utiliser la fonction **$area** mais pour le bien de l'exercice nous allons utiliser la fonction de refFunctions **WKTarea** suivi de la conversion de la géométrie en WKT.
```
("hauteurok" / 3) * (WKTarea( geom_to_wkt( $geometry )))
```
Votre couche **BDTOPO** doit maintenant être enrichit de la surface plancher de chaque bâtiment comme sur l'image ci-dessous.

![](https://i.imgur.com/zfC1JCl.png)

Surface plancher max : 60558,87 m²

Bien joué ! Vous avez terminé la première partie de l'exercice.

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## Ventilation des données statistiques issues des IRIS à l’échelle des bâtiments

Dans cette seconde partie de l'exercice, nous allons devoir affecter la population des IRIS du centre de Rennes aux bâtiments proportionnellement à leur surface plancher.

### Calculer la surface plancher totale de chaque IRIS

Cette étape va se réaliser en deux temps. Le premier va consister à créer une couche des centroïdes de la **BDTOPO** et le second de joindre les informations de surface plancher de la couche du bâti à la couche des IRIS en utilisant la fonction **intersecting_geom_sum** qui s'apparente à la jointure spatiale avec résumé statistique de somme.

Pour réaliser la couche de centroïdes avec refFunctions, comme précédement, il faut sélectionner la couche **BDTOPO**, utiliser la fonction **WKTcentroid**, exporter la couche en **CSV** puis l'importer en **couche de texte délimité**. Le champ créé doit être de type texte avec une longueur de 100. N'oubliez pas d'enregistrer les modifications.
```
 WKTcentroid(  geom_to_wkt(  $geometry ))
```

Maintenant, sélectionnez la couche des **IRIS** et rendez vous dans la calculatrice de champs. Nous allons enrichir cette couche de la somme des surfaces plancher du bâti par IRIS à l'aide d'une jointure spatiale avec résumé statistique de somme. Pour se faire, nous allons utiliser la fonction **intersecting_geom_sum**.
```
 intersecting_geom_sum( 'centroid_ign', 'surface_pl')
```
Voici le résultat que vou devez obtenir : 

![](https://i.imgur.com/1KXDmhF.png)

Surface plancher par IRIS max : 466458,79 m²

### Affecter à chaque bâtiment la surface plancher de l’IRIS dans lequel il se trouve

Après avoir récupérer la somme de la surface plancher par IRIS, il va maintenant falloir réaffecter cet information à la couche **BDTOPO** par l'intermédiaire de la couche de centroïdes. Il faut, pour cela, sélectionner la couche de centroïdes et se rendre dans la calculatrice de champs. Pour faire la jointure spatiale avec la couche **IRIS**, nous allons utiliser la fonction **geomintersects**.
```
 geomintersects( 'IRIS','s_pl_iris')
```

Vous avez maintenant une couche de centroïdes du bâti de la **BDTOPO** enrichit de la surface plancher et surface plancher totale de l'IRIS.

![](https://i.imgur.com/PcZsPUz.png)

### Effectuer la ventilation de la population

La dernière étape consiste donc à effectuer la ventilation de la population par IRIS au bâtiment. Mais avant de faire le calcul de cette dernière étape, nous allons récupérer le champ de population de la couche **IRIS** et enrichir notre couche des centroïdes du bâti.
```
 geomintersects( 'IRIS','POPULATION')
```

Nous avons maintenant toutes les informations dont nous avons besoin pour calculer la ventilation de la population. Voici la formule permettant de la faire : **population de l’IRIS * (surface plancher du bâtiment / surface plancher totale de l’IRIS**. Cette formule va répartir la population de l'IRIS dans les différents bâtiments, proportionnellement à leur surface plancher.
```
 "population" * ( "surface_pl" / "s_pl_iris" )
```

![](https://i.imgur.com/aORuzuk.png)

Population ventilée max : 624

Vous pouvez également faire la somme de la population ventilée et la comparer avec celle des IRIS pour voir si vous avez perdu des personnes ou non.

Bravo ! Votre ventilation de la population du centre de Rennes aux bâtiments est terminée. Vous pouvez maintnant affecter ce résultat à la couche du bâti **BDTOPO** pour pouvoir la cartographier sur QGIS.

![](https://i.imgur.com/bKDsSjf.jpg)
