Μοντελοποιώντας χωρικά και χρονικά τον κίνδυνο του Aedes aegypti...

Από RemoteSensing Wiki

Μοντελοποιώντας χωρικά και χρονικά τον κίνδυνο του Aedes aegypti στην Γαλλική Γουιάνα, με χρήση μετεωρολογικών και τηλεσκοπικών δεδομένων

Πρωτότυπος τίτλος: Modeling spatiotemporal Aedes aegypti risk in French Guiana using meteorological and remote sensing data

Συγγραφείς: Sarah Bailly, Vanessa Machault, Samuel Beneteau, Philippe Palany, Romain Girod, Jean-Pierre Lacaux, Philippe Quene, Claude Flamand

Δημοσιεύθηκε: Remote Sensing MDPI

Σύνδεσμος πρωτότυπου κειμένου: [1]

Εισαγωγή

Αν και η τεχνολογία των εμβολίων κατά των αρμποϊών έχει προχωρήσει, προτεραιότητα αποτελεί η καταπολέμηση του φορέα. Στην Γαλλική Γουιάνα, υπάρχουν πολλές επιδημίες που συνδέονται με τους αρμποϊούς. Εκεί, το κουνούπι Aedes aegypti είναι ο μόνος ταυτοποιημένος φορέας του δάγκειου πυρετού και των ιών Chikungunya και Zika. Τα κουνούπια αναπαράγονται κυρίως σε δοχεία οικιών που περιέχουν καθαρό νερό και οργανική ουσία, αλλά και σε γλάστρες, παλιά ελαστικά, παλιές οικιακές συσκευές, κ.α. Αν και υπάρχουν επιτυχημένα προγράμματα αντιμετώπισης, η επιτυχία τους υπονομεύεται από την μη δήλωση των περιπτώσεων στις τοπικές αρχές, αλλά και την καθυστέρηση της δήλωσης αυτών. Επίσης, υπάρχει ασυνέχεια στην συλλογή δεδομένων. Επομένως, κρίνεται απαραίτητη η συλλογή δεδομένων με χρονική και χωρική ακρίβεια, τα οποία σχετίζονται με τον ρυθμό μετάδοσης των ασθενειών. Οι καιρικές και κλιματολογικές συνθήκες, όπως η βροχόπτωση, η σχετική υγρασία και η θερμοκρασία, αλλά και οι περιβαλλοντικές συνθήκες, όπως η βλάστηση, ο τύπος εδάφους και το επίπεδο αστικοποίησης, παίζουν σημαντικό ρόλο στην εξάπλωση του δάγκειου πυρετού. Προκειμένου τα παραπάνω να έχουν χωρική, φασματική και χρονική ανάλυση, εφαρμόζονται μέθοδοι τηλεπισκόπησης. Σε παλαιότερες μελέτες αποδείχτηκε πως οι κλιματολογικές συνθήκες κατά τη διάρκεια των επιδημιών δάγκειου πυρετού διαφέρουν σημαντικά σε κάθε περιοχή και επηρεάζουν σημαντικά τα επιδημιολογικά μοντέλα. Καθώς δεν υπάρχουν μοντέλα για την Γαλλική Γουιάνα, το άρθρο στοχεύει στην μοντελοποίηση της χωρική (σε οικιακό επίπεδο) και χρονικά (ημερησίως) της δυναμικής που έχει η παρουσία ή απουσία του Aedes aegypti.

Διάγραμμα 1: Μηνιαίος εντομολογικός χάρτης κινδύνου από το μοντέλο, βάσει των δεδομένων από το Νοέμβριο του 2019 μέχρι τον Αύγουστο του 2020 από το δημοτικό διαμέρισμα Cayenne

Μεθοδολογία

Η περιοχή μελέτης βρίσκεται στο διοικητικό διαμέρισμα του Matoury, στην περιοχή του Cayenne. Συλλέχθηκαν εντομολογικά δεδομένα από τον Σεπτέμβριο του 2011 ως τον Φεβρουάριο του 2013 in situ. Σε αυτό το διάστημα, υπήρξε δίμηνη επιδημία δάγκειου πυρετού. Συνολικά έγινε δειγματοληψία σε 261 οικίες για την αναγνώριση και καταγραφή των δοχείων και την συλλογή κουνουπιών με παγίδες BG sentinel. Τα μετεωρολογικά δεδομένα λήφθηκαν από τον μετεωρολογικό σταθμό του αεροδρομίου. Δεδομένα για τις βροχοπτώσεις λήφθηκαν από το Tropical Rainfall Measuring Mission. Τέλος, λήφθηκαν εικόνες ανάλυσης 50m×50m από τους δορυφόρους Πλειάδες.

Διάγραμμα 2: Συσχέτιση μεταξύ του αριθμού των περιστατικών και τον αριθμό των οικιών όπου ανιχνεύτηκαν προνύμφες

Για τον υπολογισμό των δεικτών χρησιμοποιήθηκε το Orfeo Toolbox. Συνολικά υπολογίστηκαν 14 δείκτες, που σχετίζονται με φυσικά και βιολογικά χαρακτηριστικά του πεδίου. Αρχικά πραγματοποιήθηκε επιβλεπόμενη ταξινόμηση μέγιστης πιθανοφάνειας στο πρόγραμμα ENVI 5.1, με τις εξής κλάσεις: κτήριο, πισίνα, άσφαλτος, νερό, γυμνό έδαφος, αραιή βλάστηση, πράσινη χαμηλή βλάστηση και δέντρα. Για κάθε κλάση που ταυτοποιήθηκε, μετά από φωτοερμηνεία, ψηφιοποιήθηκαν τα πολύγωνα, από τα οποία εξήχθησαν οι φασματικές υπογραφές. Στη συνέχεια, πραγματοποιήθηκε αντικειμενοστρεφής ταξινόμηση με το πρόγραμμα ENVI FX. Με τη χρήση του confusion tree μεταξύ των pixel και της ταξινόμησης των αντικειμένων, ταξινομήθηκαν καλύτερα κάποια αντικείμενα που εμφάνιζαν ομοιότητες μεταξύ τους. Μέσα από ένα σύστημα GIS, χωρίστηκαν οι οικίες σε ζώνες, εξήχθησαν διάφορα δεδομένα και υπολογίστηκαν η απόσταση της κάθε οικίας από το πρώτο pixel της κάθε κλάσης, καθώς και η χρήση γης πέριξ αυτών. Για την ανάλυση της παρουσίας και απουσίας των προνυμφών χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος boosted regression tree, με κατανομή Bernoulli.

Διάγραμμα 3: Η Γαλλική Γουιάνα, η περιοχή μελέτης και το κέντρο του δημοτικού διαμερίσματος Matoury

Συμπεράσματα

Σύμφωνα με τα αποτελέσματα, οι οικίες επηρεάζονται από το περιβάλλον μέχρι την ακτίνα των 200m. Επίσης, ο τύπος εδάφους επηρεάζει την ύπαρξη προνυμφών σε ακτίνα 50m, αλλά και τα χαρακτηριστικά γύρω από τις οικίες. Η υγρασία στο έδαφος, σε συνδυασμό με την χαμηλή βλάστηση δημιουργούν ένα ευνοϊκό ενδιαίτημα για τις προνύμφες, ειδικότερα αν υπάρχουν αρκετά θρεπτικά στο νερό, καθώς αυξάνεται το fitness. Τέλος, η αστικοποίηση προσφέρει ένα καλό ενδιαίτημα, με αφθονία σε αίμα. Όσον αφορά τις κλιματολογικές συνθήκες, οι πολύ υψηλές θερμοκρασίες του νερού δεν ευνοούν την ανάπτυξη των προνυμφών. Το ίδιο ισχύει και για την θερμοκρασία του αέρα σε σχέση με την επιβίωση των ενηλίκων. Οι βροχοπτώσεις βελτιώνουν τις συνθήκες για τον φορέα, καθώς παρατηρήθηκε μέγιστη αύξηση της πιθανότητας παρουσίας προνυμφών. Τέλος, η λιγότερο ευνοϊκή εποχή τοποθετείται των Μάρτιο, επειδή διαχωρίζει την μικρότερης χρονικής διάρκειας εποχή βροχών (Ιανουάριος-Φεβρουάριος) από την μεγαλύτερη (Απρίλιος-Ιούνιος). Οι χρονικοί και χωρικοί χάρτες επικινδυνότητας αποτελούν ένα σημαντικό εργαλείο για την καταπολέμηση του φορέα, καθώς μπορούν να εντοπιστούν τα ακριβή σημεία που χρίζουν επέμβασης. Η μελέτη εγείρει ενδιαφέροντα ερωτήματα για περαιτέρω έρευνα, όπως τον εντοπισμό δεικτών στον χώρο, οι οποίοι θα είναι πιο αντιπροσωπευτικοί για την επιδημιολογία των ασθενειών σε σχέση με τις ξεχωριστές περιπτώσεις, ώστε να υπάρξει η σύνδεση μεταξύ εντομολογικών και επιδημιολογικών κινδύνων.