Greenhouse Gas Emissions Hexagbin Heatmap from MapBox to CartoDB

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In my last post (Données ouvertes et les émissions de Gaz à effet de serre au Canada) I explained how I convert a CSV data file (from opendata.gc.ca) on greenhouse gases emissions in Canada to build a map. So I produced a tiled map of this project with TileMill deployed on my own server with Wax API.  You can try it now !

I tried to show two things 1) the density of facilities producing those emissions 2) the distribution of GHG emissions in Canada. of course I could used a "Heatmap" to show the density of those value.  But, I tried to produce this density map using a hexagonal grid.

The idea of ​​presenting the amount of GHGs produced in Canada in a points clustered grid came wit this example (Point Clustering) made ​​by the CartoDB developers. More recently, @elcep also proposed a similar approach in his blog. This concept was perfect to illustrate the distribution of greenhouse gases in a 300km x 300km virtual grid.  I builded my layer with this SQL in PostGIS:

SELECT max(install_ges_p.gid) AS gid, sum(install_ges_p.emis_ges) AS gazemis,     st_snaptogrid(install_ges_p.the_geom, 0::double precision, 0::double precision, 300000::double precision, 300000::double precision) AS the_geom_gr FROM install_ges_p GROUP BY st_snaptogrid(install_ges_p.the_geom, 0::double precision, 0::double precision, 300000::double precision, 300000::double precision); I loaded the data from my local "PostgreSQL / PostGIS" into my CartoDB account.  This tool is cool because it's faster to deploy and doesn't require a tiled map production as everything is dynamic.  All we must do is load the table and carto style into your CartoDB account.
@opac_grid:0.1;
@color_gris: #4F1891;
@opac_marker:0.3;
#gridemisgestot[gazemi_nb>0][zoom>=3]{
 marker-fill:@color_gris;
 marker-opacity:@opac_grid;
 marker-line-color:@color_gris;
 marker-line-opacity:@opac_marker;
 marker-allow-overlap:true;
 text-name:"[gazemis]";
 text-face-name:"DejaVu Sans Book";
 text-allow-overlap:true;
 text-halo-radius:1.5;
 text-halo-fill:rgba(255,255,255,0.50);
 text-placement:point;
 [zoom=3]{marker-width:7.5;text-size:4;}
 [zoom=4]{marker-width:15;text-size:9;}
 [zoom=5]{marker-width:30;text-size:18;}
 [zoom=6]{marker-width:60;text-size:36;}
 [zoom=7]{marker-width:120;text-size:36;}
}
Then you can 1) use this API

2) or use the small 'embed_map' provided by CartoDB layer by layer.

https://smercier.cartodb.com/tables/hex_gazemis_cnt/embed_map?sql=SELECT * FROM hex_gazemis_cnt' width='100%' height='480'

Données ouvertes et les émissions de Gaz à effet de serre au Canada

#cop17 ça vous dit quelque chose?  On dénombre pas moins de 60 000 tweets contenant cette mention depuis une trentaine de jours  sur twitter!  Je ne ferai pas ici de la petite propagande climatologique rassurez-vous, par contre c'était bien assez pour piquer ma curiosité ! Trouvant le sujet de cette conférence sur le changement climatique plutôt intéressant d'un point de vue professionnel et personnel, j'ai donc fouillé un peu le sujet pour visualiser la production de  Gaz à effet de serre (GES) au Canada.

En 2008 selon "The World Ressource Institute", le Canada se situait au 8e rang dans l'échelle des plus grands émetteurs de GES avec 561 MtCO2e soit 1.87 % de la production mondiale totale (toutes sources GES confondues).  Globalement c'est peu mais certains diront que c'est déjà trop alors pour voir plus précisément comment se distribuait la production de dioxyde de carbone au Canada j'ai fait quelques recherches sur le Portail de données ouvertes du gouvernement du Canada.  Ce site regorge de données et il suffit de se donner la peine de chercher un peu pour trouver tout plein de données à référence spatiale.  J'ai trouvé des données et une application de cartographie interactive assez rapidement en recherchant le mot clé "Gaz".

Avec ces données téléchargées (format CSV) sur le site d'Environnement Canada, ce que je voulais faire était assez simple: localiser un peu mieux sur une carte la production des GES au Canada.  J'ai géoréférencé les 578 installations émettrices de GES recensées au Canada dans QGis et j'ai ensuite créé des buffers autour des installations pour visualiser leur importance au Canada et un aussi produit grid qui pourra faciliter la représentation cartographique de ces installations.  Parce que je ne voulais faire autre chose qu'une "Heat map", après quelques tentatives,  j'arrive à quelque chose d'intéressant visuellement à l'échelle du Canada (point rouge étant une installation industrielle émettrice de GES et buffer de 100, 250 et 500 km de rayon).

 

Pour produire les valeurs permettant de créer une représentation thématique du sujet (et surtout me faciliter la vie dans mon cas) je transfère les installations et mon grid hexagonal dans Postgresql/Postgis.  J'ai fait quelques requêtes pour comptabiliser 'spatialement' les données.

1) petit nettoyage des données
update hex_emis_ges set "Emissions"='0' where "Emissions"='-99.00000000' or "Emissions" is null
update hex_emis_ges set "Emission_2"='0' where "Emission_2"='-99.00000000' or "Emission_2" is null
update hex_emis_ges set "Emissio3"='0' where "Emissio3"='-99.00000000' or "Emissio3" is null
update hex_emis_ges set emis_ge3_3=to_number("Emissions",'999999') + to_number("Emission_2",'999999')+to_number("Emissio3",'999999');
2) J'ai ensuite simplement représenté l'importance du nombre d'installations émettrices en GES en créant des tables buffers de 100, 250 et 500 km autour des installations.
create table buf500km_install_ges as select "Emissions" as emissions,ST_Buffer(install_ges_p.the_geom,500000,'quad_segs=8') as the_geom from install_ges_p;
CREATE INDEX idx_buf500km_install_ges_geom_gist ON buf500km_install_ges USING gist(the_geom);
create table buf250km_install_ges as select "Emissions" as emissions,ST_Buffer(install_ges_p.the_geom,250000,'quad_segs=8') as the_geom from install_ges_p;
CREATE INDEX idx_buf250km_install_ges_geom_gist ON buf250km_install_ges USING gist(the_geom);
create table buf100km_install_ges as select "Emissions" as emissions,ST_Buffer(install_ges_p.the_geom,100000,'quad_segs=8') as the_geom from install_ges_p;
CREATE INDEX idx_buf100km_install_ges_geom_gist ON buf100km_install_ges USING gist(the_geom);
3) Enfin, j'ai comptabilisé le nombre d'intersections des buffers sur mon grid hexagonal
CREATE TABLE hex_emis_ges_cnt_install_tt as
      select hex_emis_ges.gid, "Latitude", "Longitude" ,"Emissions","Emission_2","Emissio3",
             (select count(*) from buf500km_install_ges where ST_Intersects (buf500km_install_ges.the_geom,
                      hex_emis_ges.the_geom) = true) as nb_buf500,
             (select count(*) from buf250km_install_ges where ST_Intersects(buf250km_install_ges.the_geom,
                      hex_emis_ges.the_geom)=true) as nb_buf250,
             (select count(*) from buf100km_install_ges where ST_Intersects(buf100km_install_ges.the_geom,
                      hex_emis_ges.the_geom)=true) as nb_buf100,the_geom from hex_emis_ges;
CREATE TABLE hex_emis_ges_cnt_install as
select hex_emis_ges_cnt_install_tt.*, (nb_buf500+nb_buf250)+nb_buf100 as nb_tot_install from hex_emis_ges_cnt_install_tt;
drop table hex_emis_ges_cnt_install_tt;
CREATE INDEX idx_hex_emis_ges_cnt_install_geom_gist ON hex_emis_ges_cnt_install USING gist(the_geom);

Le résultat n'est certes pas une révolution ni parfaite et encore moins scientifique, mais l'effet visuel me semble intéressant dans QGis.  La carte montre deux choses:

  • La quantité d'émission de GES par installations industrielles recensées au Canada
  • La concentration et la répartition spatial des installations industrielles au Canada
  Je n'aimais pas vraiment le résultat alors j'ai passé le projet dans la moulinette TileMill pour produire une carte un peu plus soignée.  Il ne me restera qu'à placer la carte tuilée (MBtiles) dans une page pour présenter l'ensemble du territoire et que j'aimerais bien faire avec MapCache cette fois... Prochain billet donc à suivre!  

Autres liens:

http://cait.wri.org/cait.php?page=background&from=yearly http://www.carbon-biodiversity.net/Interactive/CarbonCalculatorNotes http://maps-cartes.ec.gc.ca/indicators-indicateurs/TableView.aspx?ID=15 http://www.protectedplanet.net/