TD 2 - Visualisation de données

Exercice – Visualisation de données sur le carbone organique dissout

On s’intéresse aux éventuels liens entre le carbone organique dissous (COD) présent dans les rivières et les caractéristiques des bassins versants et/ou les caractéristiques physico-chimiques de la rivière. Pour cela, on a retenu 61 stations sur des cours d’eau en amont et à l’aval de bassins versants situés dans le bassin pari-sien ou dans le massif armoricain. On a mesuré le carbone organique dissout (COD en mg/l), et plus préci-sément, pour une station, on prend comme indicateur le percentile 90 des mesures faites sur 15 ans. Pour information, un COD <= 5 mg/l est considéré comme très bon, entre 5 et 7 mg/l comme bon, entre 7 et 10 mg/l comme moyen, entre 10 et 15 mg/l comme médiocre.

On a par ailleurs des variables caractérisant la station (altitude, distance à la source, taille du cours d’eau, région), des indicateurs de débit, indicateurs de rejets en matières carbonées sur le bassin versant selon différentes origines ; des variables descriptives de la géographie du bassin versant et de son occupation du sol ; et enfin des mesures d’autres paramètres physicochimiques de l’eau.

Ces données sont disponibles dans le fichier Donnes_COD.csv.

  1. Pourquoi prendre comme indicateur le percentile 90 des mesures faites sur 15 ans ?
  2. Quelle est la nature de chacune des variables ?

Pour importer les variables utiliser les lignes de commande suivantes :

  position     COD_p90      distance_source       alti        
 Amont:49   Min.   :2.251   Min.   :  3244   Min.   : -0.151  
 Aval :12   1st Qu.:4.250   1st Qu.: 13808   1st Qu.:  9.358  
            Median :4.891   Median : 20873   Median : 23.942  
            Mean   :4.964   Mean   : 29362   Mean   : 46.885  
            3rd Qu.:5.657   3rd Qu.: 31889   3rd Qu.: 70.032  
            Max.   :7.862   Max.   :152577   Max.   :208.761  
  taille_cours_d_eau               region     debit_p10      
 grand     : 3       bassin_parisien  :25   Min.   :0.00100  
 moyen     : 7       massif_armoricain:36   1st Qu.:0.08814  
 petit     :27                              Median :0.25072  
 tres petit:24                              Mean   :0.70139  
                                            3rd Qu.:0.60273  
                                            Max.   :6.55321  
   debit_moy           debit_p90            carb_urb          carb_ind       
 Min.   : 0.002509   Min.   : 0.004968   Min.   :   0.00   Min.   :  0.0000  
 1st Qu.: 0.421094   1st Qu.: 1.022102   1st Qu.:  22.11   1st Qu.:  0.0000  
 Median : 0.911269   Median : 1.921737   Median :  55.16   Median :  0.2362  
 Mean   : 2.211609   Mean   : 4.616459   Mean   : 131.07   Mean   : 23.4740  
 3rd Qu.: 2.103540   3rd Qu.: 4.113298   3rd Qu.: 124.69   3rd Qu.: 18.9119  
 Max.   :19.197424   Max.   :47.614452   Max.   :1311.97   Max.   :181.1694  
   carb_elev         carb_sols           sup_bv           foret        
 Min.   :  17.88   Min.   :   19.7   Min.   :   7.0   Min.   :0.00000  
 1st Qu.:  92.76   1st Qu.:  203.5   1st Qu.:  54.0   1st Qu.:0.02616  
 Median : 196.19   Median :  374.3   Median :  93.0   Median :0.04071  
 Mean   : 502.60   Mean   : 1013.6   Mean   : 228.9   Mean   :0.05744  
 3rd Qu.: 466.34   3rd Qu.:  888.1   3rd Qu.: 182.5   3rd Qu.:0.07543  
 Max.   :3949.52   Max.   :10721.0   Max.   :2538.5   Max.   :0.18522  
    prairie           culture           urbain             divers       
 Min.   :0.04413   Min.   :0.1069   Min.   :0.000000   Min.   :0.00000  
 1st Qu.:0.40979   1st Qu.:0.2971   1st Qu.:0.006832   1st Qu.:0.01074  
 Median :0.48472   Median :0.4020   Median :0.010267   Median :0.01779  
 Mean   :0.49599   Mean   :0.4080   Mean   :0.014396   Mean   :0.02431  
 3rd Qu.:0.59108   3rd Qu.:0.5001   3rd Qu.:0.017098   3rd Qu.:0.03026  
 Max.   :0.85017   Max.   :0.8755   Max.   :0.077571   Max.   :0.12171  
     d_pop           d_betail         Ptot_p90          NO3_p90      
 Min.   :  0.00   Min.   : 29.45   Min.   :0.04006   Min.   : 8.932  
 1st Qu.: 36.61   1st Qu.: 80.02   1st Qu.:0.09766   1st Qu.:17.719  
 Median : 51.03   Median :123.56   Median :0.11854   Median :25.074  
 Mean   : 67.75   Mean   :131.19   Mean   :0.13435   Mean   :26.813  
 3rd Qu.: 73.08   3rd Qu.:163.43   3rd Qu.:0.14456   3rd Qu.:35.617  
 Max.   :336.43   Max.   :311.55   Max.   :0.44355   Max.   :68.305  
    DBO_p90         NH4_p90           MES_p90        conduct._p90  
 Min.   :1.363   Min.   :0.04523   Min.   : 12.59   Min.   :137.7  
 1st Qu.:1.823   1st Qu.:0.06802   1st Qu.: 29.08   1st Qu.:268.3  
 Median :1.989   Median :0.07959   Median : 37.76   Median :315.9  
 Mean   :1.997   Mean   :0.12068   Mean   : 39.45   Mean   :412.4  
 3rd Qu.:2.050   3rd Qu.:0.11121   3rd Qu.: 44.68   3rd Qu.:584.9  
 Max.   :3.359   Max.   :1.20983   Max.   :121.02   Max.   :823.5
  1. Pour chacun des points suivants, construire puis interpréter le graphique adapté pour visualiser (les lignes de code pour construire les graphiques sont celles du cours à adapter sur le jeu de données) :
  • la distribution des valeurs du COD (COD_p90)
  • la répartition des relevés selon la taille du cours d’eau (taille_cours_d_eau)
  • la relation entre le pourcentage de culture dans le bassin (culture) et le COD
  • la relation entre la densité de bétail (d_betail) et le COD
  • la relation entre le COD et la taille du cours d’eau
  • la relation entre la densité de bétail et le COD selon la région
  • la relation entre le débit du cours d’eau (debit_p10) et le COD selon la région
  • si l’effet de la taille du cours d’eau (taille_cours_d_eau) a le même impact sur le COD dans les différentes régions
  • si l’effet de la taille du cours d’eau (taille_cours_d_eau) a le même impact sur le COD selon la position (position)