Commit 9bb34e77 authored by Louis Lacoste's avatar Louis Lacoste

Fin de l'exercice 2 Module 3

parent ad5dfca1
#+TITLE: Votre titre #+TITLE: Incidence de la varicelle
#+AUTHOR: Votre nom #+AUTHOR: Louis Lacoste
#+DATE: La date du jour #+DATE: 2022-11-21
#+LANGUAGE: fr #+LANGUAGE: fr
# #+PROPERTY: header-args :eval never-export # #+PROPERTY: header-args :eval never-export
...@@ -11,74 +11,312 @@ ...@@ -11,74 +11,312 @@
#+HTML_HEAD: <script type="text/javascript" src="http://www.pirilampo.org/styles/lib/js/jquery.stickytableheaders.js"></script> #+HTML_HEAD: <script type="text/javascript" src="http://www.pirilampo.org/styles/lib/js/jquery.stickytableheaders.js"></script>
#+HTML_HEAD: <script type="text/javascript" src="http://www.pirilampo.org/styles/readtheorg/js/readtheorg.js"></script> #+HTML_HEAD: <script type="text/javascript" src="http://www.pirilampo.org/styles/readtheorg/js/readtheorg.js"></script>
* Quelques explications #+PROPERTY: header-args :session :exports both
Ceci est un document org-mode avec quelques exemples de code * Préparation des données
R. Une fois ouvert dans emacs, ce document peut aisément être ** Récupération sur le site Sentinelles
exporté au format HTML, PDF, et Office. Pour plus de détails sur Les données d'incidence de la varicelle sont disponibles sur le site
org-mode vous pouvez consulter https://orgmode.org/guide/. du [[https://sentiweb.fr][Réseau Sentinelles]].
Lorsque vous utiliserez le raccourci =C-c C-e h o=, ce document sera #+NAME: data-url
compilé en html. Tout le code contenu sera ré-exécuté, les résultats https://www.sentiweb.fr/datasets/incidence-PAY-7.csv
récupérés et inclus dans un document final. Si vous ne souhaitez pas
ré-exécuter tout le code à chaque fois, il vous suffit de supprimer
le # et l'espace qui sont devant le ~#+PROPERTY:~ au début de ce
document.
Comme nous vous l'avons montré dans la vidéo, on inclut du code Voici l'explication des colonnes donnée sur [[https://ns.sentiweb.fr/incidence/csv-schema-v1.json][le site d'origine:]]
R de la façon suivante (et on l'exécute en faisant ~C-c C-c~):
#+begin_src R :results output :exports both | Nom de colonne | Libellé de colonne |
print("Hello world!") |----------------+-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
#+end_src | ~week~ | Semaine calendaire (ISO 8601) |
| ~indicator~ | Code de l'indicateur de surveillance |
| ~inc~ | Estimation de l'incidence de consultations en nombre de cas |
| ~inc_low~ | Estimation de la borne inférieure de l'IC95% du nombre de cas de consultation |
| ~inc_up~ | Estimation de la borne supérieure de l'IC95% du nombre de cas de consultation |
| ~inc100~ | Estimation du taux d'incidence du nombre de cas de consultation (en cas pour 100,000 habitants) |
| ~inc100_low~ | Estimation de la borne inférieure de l'IC95% du taux d'incidence du nombre de cas de consultation (en cas pour 100,000 habitants) |
| ~inc100_up~ | Estimation de la borne supérieure de l'IC95% du taux d'incidence du nombre de cas de consultation (en cas pour 100,000 habitants) |
| ~geo_insee~ | Code de la zone géographique concernée (Code INSEE) http://www.insee.fr/fr/methodes/nomenclatures/cog/ |
| ~geo_name~ | Libellé de la zone géographique (ce libellé peut être modifié sans préavis) |
L'indication d'une semaine calendaire en format [[https://en.wikipedia.org/wiki/ISO_8601][ISO-8601]] est populaire en Europe, mais peu utilisée aux Etats-Unis. Ceci explique peut-être que peu de logiciels savent gérer ce format. Le langage Python le fait depuis la version 3.6. Nous utilisons donc ce langage pour la préparation de nos données, ce qui a l'avantage de ne nécessiter aucune bibliothèque supplémentaire. (Note: nous expliquerons dans le module 4 pourquoi il est avantageux pour la réproductibilité de se limiter à un minimum de bibliothèques.)
** Téléchargement ou lecture locale
Si le fichier des données n'existe pas localement nous le téléchargeons sinon on utilise le fichier local existant. Nous commençons par l'extraction des données qui nous intéressent. D'abord nous découpons le contenu du fichier en lignes, dont nous jetons la première qui ne contient qu'un commentaire. Les autres lignes sont découpées en colonnes.
#+BEGIN_SRC python :session :results output :var data_url=data-url
import os
import urllib.request
data_file = "incidence-varicelle.csv"
if not os.path.exists(data_file):
print("Downloading from source")
urllib.request.urlretrieve(data_url, data_file)
data = open(data_file, 'rb').read()
lines = data.decode('latin-1').strip().split('\n')
data_lines = lines[1:]
table = [line.split(',') for line in data_lines]
#+END_SRC
#+RESULTS: #+RESULTS:
: [1] "Hello world!"
Voici la même chose, mais avec une session R (c'est le cas le Regardons ce que nous avons obtenu:
plus courant, R étant vraiment un langage interactif), donc une #+BEGIN_SRC python :session :results value
persistance d'un bloc à l'autre (et on l'exécute toujours en faisant table[:5]
~C-c C-c~). #+END_SRC
#+begin_src R :results output :session *R* :exports both #+RESULTS:
summary(cars) | week | indicator | inc | inc_low | inc_up | inc100 | inc100_low | inc100_up | geo_insee | geo_name |
| 202245 | 7 | 3942 | 1794 | 6090 | 6 | 3 | 9 | FR | France |
| 202244 | 7 | 4271 | 2231 | 6311 | 6 | 3 | 9 | FR | France |
| 202243 | 7 | 5863 | 3302 | 8424 | 9 | 5 | 13 | FR | France |
| 202242 | 7 | 3770 | 1950 | 5590 | 6 | 3 | 9 | FR | France |
** Recherche de données manquantes
On vérifie s'il y a ou non des données manquantes dans le jeu de
données.
#+BEGIN_SRC python :session :results output
valid_table = []
for row in table:
missing = any([column == '' for column in row])
if missing:
print(row)
else:
valid_table.append(row)
#+END_SRC
#+RESULTS:
#+begin_src python :results value :session :exports both
valid_table[:5]
#+end_src #+end_src
#+RESULTS: #+RESULTS:
: speed dist | week | indicator | inc | inc_low | inc_up | inc100 | inc100_low | inc100_up | geo_insee | geo_name |
: Min. : 4.0 Min. : 2.00 | 202245 | 7 | 3942 | 1794 | 6090 | 6 | 3 | 9 | FR | France |
: 1st Qu.:12.0 1st Qu.: 26.00 | 202244 | 7 | 4271 | 2231 | 6311 | 6 | 3 | 9 | FR | France |
: Median :15.0 Median : 36.00 | 202243 | 7 | 5863 | 3302 | 8424 | 9 | 5 | 13 | FR | France |
: Mean :15.4 Mean : 42.98 | 202242 | 7 | 3770 | 1950 | 5590 | 6 | 3 | 9 | FR | France |
: 3rd Qu.:19.0 3rd Qu.: 56.00
: Max. :25.0 Max. :120.00 ** Extraction des colonnes utilisées
Les deux colonnes qui nous intéressent sont la 1ère ("week") et la
3ème ("inc") l'incidence.
#+BEGIN_SRC python :session :results silent
week = [row[0] for row in valid_table]
assert week[0] == 'week'
del week[0]
inc = [row[2] for row in valid_table]
assert inc[0] == 'inc
del inc[0]
data = list(zip(week, inc))
#+END_SRC
Et enfin, voici un exemple de sortie graphique: Regardons les premières et les dernières lignes. Nous insérons ~None~ pour indiquer à org-mode la séparation entre les trois sections du tableau: en-tête, début des données, fin des données.
#+begin_src R :results output graphics :file "./cars.png" :exports results :width 600 :height 400 :session *R* #+BEGIN_SRC python :session :results value
plot(cars) [('week', 'inc'), None] + data[:5] + [None] + data[-5:]
#+END_SRC
#+RESULTS:
| week | inc |
|--------+-------|
| 202245 | 3942 |
| 202244 | 4271 |
| 202243 | 5863 |
| 202242 | 3770 |
| 202241 | 4177 |
|--------+-------|
| 199101 | 15565 |
| 199052 | 19375 |
| 199051 | 19080 |
| 199050 | 11079 |
| 199049 | 1143 |
** Vérification
Il est toujours prudent de vérifier si les données semblent crédibles. Nous savons que les semaines sont données par six chiffres (quatre pour l'année et deux pour la semaine), et que les incidences sont des nombres entiers positifs.
#+BEGIN_SRC python :session :results output
for week, inc in data:
if len(week) != 6 or not week.isdigit():
print("Valeur suspecte dans la colonne 'week': ", (week, inc))
if not inc.isdigit():
print("Valeur suspecte dans la colonne 'inc': ", (week, inc))
#+END_SRC
#+RESULTS:
Pas de valeurs suspectes détectées !.
** Conversions
Pour faciliter les traitements suivants, nous remplaçons les numéros de semaine ISO par les dates qui correspondent aux lundis. A cette occasion, nous trions aussi les données par la date, et nous transformons les incidences en nombres entiers.
#+BEGIN_SRC python :session :results silent
import datetime
converted_data = [(datetime.datetime.strptime(year_and_week + ":1" , '%G%V:%u').date(),
int(inc))
for year_and_week, inc in data]
converted_data.sort(key = lambda record: record[0])
#+END_SRC
Regardons de nouveau les premières et les dernières lignes:
#+BEGIN_SRC python :session :results value
str_data = [(str(date), str(inc)) for date, inc in converted_data]
[('date', 'inc'), None] + str_data[:5] + [None] + str_data[-5:]
#+END_SRC
#+RESULTS:
| date | inc |
|------------+-------|
| 1990-12-03 | 1143 |
| 1990-12-10 | 11079 |
| 1990-12-17 | 19080 |
| 1990-12-24 | 19375 |
| 1990-12-31 | 15565 |
|------------+-------|
| 2022-10-10 | 4177 |
| 2022-10-17 | 3770 |
| 2022-10-24 | 5863 |
| 2022-10-31 | 4271 |
| 2022-11-07 | 3942 |
** Vérification des dates
Nous faisons encore une vérification: nos dates doivent être séparées d'exactement une semaine, sauf autour du point manquant.
#+BEGIN_SRC python :results output
dates = [date for date, _ in converted_data]
for date1, date2 in zip(dates[:-1], dates[1:]):
if date2-date1 != datetime.timedelta(weeks=1):
print(f"Il y a {date2-date1} entre {date1} et {date2}")
#+END_SRC
#+RESULTS:
Il n'y a pas d'écart inférieur ou supérieur à 7 jours entre nos données.
** Passage Python -> R
Nous passons au langage R pour inspecter nos données, parce que l'analyse et la préparation de graphiques sont plus concises en R, sans nécessiter aucune bibliothèque supplémentaire.
Nous utilisons le mécanisme d'échange de données proposé par org-mode, ce qui nécessite un peu de code Python pour transformer les données dans le bon format.
#+NAME: data-for-R
#+BEGIN_SRC python :results silent
[('date', 'inc'), None] + [(str(date), inc) for date, inc in converted_data]
#+END_SRC
#+BEGIN_SRC R :results output :var data=data-for-R
data$date <- as.Date(data$date)
summary(data)
#+END_SRC
#+RESULTS:
:
: date inc
: Min. :1990-12-03 Min. : 161
: 1st Qu.:1998-11-26 1st Qu.: 7135
: Median :2006-11-20 Median :12359
: Mean :2006-11-20 Mean :12420
: 3rd Qu.:2014-11-13 3rd Qu.:16984
: Max. :2022-11-07 Max. :36298
** Inspection
Regardons enfin à quoi ressemblent nos données !
#+BEGIN_SRC R :results output graphics file :file inc-plot.png
plot(data, type="l", xlab="Date", ylab="Incidence hebdomadaire")
#+END_SRC
#+RESULTS:
[[file:inc-plot.png]]
Un zoom sur les dernières années montre mieux la situation des pics en hiver. Le creux des incidences se trouve en été.
#+BEGIN_SRC R :results output graphics file :file inc-plot-zoom.png
plot(tail(data, 100), type="l", xlab="Date", ylab="Incidence hebdomadaire")
#+END_SRC
#+RESULTS:
[[file:inc-plot-zoom.png]]
* Étude de l'incidence annuelle
** Calcul de l'incidence annuelle
Étant donné que le pic de l'épidémie se situe en hiver, à cheval entre deux années civiles, nous définissons la période de référence entre deux minima de l'incidence, du 1er août de l'année /N/ au 1er août de l'année /N+1/. Nous mettons l'année /N+1/ comme étiquette sur cette année décalée, car le pic de l'épidémie est toujours au début de l'année /N+1/. Comme l'incidence du syndrome grippal est très faible en été, cette modification ne risque pas de fausser nos conclusions.
Voici une fonction qui calcule l'incidence annuelle en appliquant ces conventions.
#+BEGIN_SRC R :results silent
pic_annuel = function(annee) {
debut = paste0(annee-1,"-09-01")
fin = paste0(annee,"-09-01")
semaines = data$date > debut & data$date <= fin
sum(data$inc[semaines], na.rm=TRUE)
}
#+END_SRC
Nous devons aussi faire attention aux premières et dernières années de notre jeux de données. Les données commencent en octobre 1984, ce qui ne permet pas de quantifier complètement le pic attribué à l'année 1985. Nous le supprimons donc de notre analyse. Pour la même raison, nous arrêtons en 2018. Nous devons attendre les données pour juillet 2019 avant d'augmenter la dernière année à 2019.
#+BEGIN_SRC R :results silent
annees <- 1991:2021
#+END_SRC
#+BEGIN_SRC R :results value
inc_annuelle = data.frame(annee = annees,
incidence = sapply(annees, pic_annuel))
head(inc_annuelle)
#+END_SRC
#+RESULTS:
| 1991 | 553895 |
| 1992 | 834935 |
| 1993 | 642921 |
| 1994 | 662750 |
| 1995 | 651333 |
| 1996 | 564994 |
#+begin_src R :results value
tail(inc_annuelle)
#+end_src #+end_src
#+RESULTS: #+RESULTS:
[[file:./cars.png]] | 2013 | 698303 |
| 2014 | 685048 |
| 2015 | 605469 |
| 2016 | 779816 |
| 2017 | 552906 |
| 2018 | 539765 |
Vous remarquerez le paramètre ~:exports results~ qui indique que le code ** Inspection
ne doit pas apparaître dans la version finale du document. Nous vous
recommandons dans le cadre de ce MOOC de ne pas changer ce paramètre
(indiquer ~both~) car l'objectif est que vos analyses de données soient
parfaitement transparentes pour être reproductibles.
Attention, la figure ainsi générée n'est pas stockée dans le document Voici les incidences annuelles en graphique.
org. C'est un fichier ordinaire, ici nommé ~cars.png~. N'oubliez pas #+BEGIN_SRC R :results output graphics file :file annual-inc-plot.png
de le committer si vous voulez que votre analyse soit lisible et plot(inc_annuelle, type="p", xlab="Année", ylab="Incidence annuelle")
compréhensible sur GitLab. #+END_SRC
Enfin, pour les prochains exercices, nous ne vous fournirons pas #+RESULTS:
forcément de fichier de départ, ça sera à vous de le créer, par [[file:annual-inc-plot.png]]
exemple en repartant de ce document et de le commiter vers
gitlab. N'oubliez pas que nous vous fournissons dans les ressources de
ce MOOC une configuration avec un certain nombre de raccourcis
claviers permettant de créer rapidement les blocs de code R (en
faisant ~<r~ ou ~<R~ suivi de ~Tab~).
Maintenant, à vous de jouer! Vous pouvez effacer toutes ces ** Identification des épidémies les plus fortes
informations et les remplacer par votre document computationnel. Une liste triée par ordre décroissant d'incidence annuelle permet de plus facilement repérer les valeurs les plus élevées:
#+BEGIN_SRC R :results output
head(inc_annuelle[order(-inc_annuelle$incidence),])
#+END_SRC
#+RESULTS:
: annee incidence
: 19 2009 841233
: 2 1992 834935
: 20 2010 834077
: 26 2016 779816
: 14 2004 778914
: 13 2003 760765
L'année où l'incidence a été la plus forte :
#+begin_src R :results output :exports both
inc_annuelle[which.max(inc_annuelle$incidence),]
#+end_src
#+RESULTS:
: annee incidence
: 19 2009 841233
L'année où l'incidence a été la plus faible :
#+begin_src R :results output :exports bothh
inc_annuelle[which.min(inc_annuelle$incidence),]
#+end_src
#+RESULTS:
: annee incidence
: 12 2002 515343
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