Σύνδεση φυτοφαρμάκων και ανθρώπινης υγείας...

Από RemoteSensing Wiki

Σύνδεση φυτοφαρμάκων και ανθρώπινης υγείας: Σύστημα Γεωγραφικών Πληροφοριών (GIS) και μέθοδος τηλεπισκόπησης Landsat για εκτίμηση έκθεσης σε γεωργικά φυτοφάρμακα

Πρωτότυπος τίτλος:Linking pesticides and human health: A geographic information system (GIS) and Landsat remote sensing method to estimate agricultural pesticide exposure

Συγγραφείς: Trang VoPham, John P. Wilson, Darren Ruddell, Tarek Rashed, Maria M. Brooks, Jian-Min Yuan, Evelyn O. Talbott, Chung-Chou H. Chang, Joel L. Weissfeld

Δημοσιεύθηκε: Applied Geography Volume 62, August 2015, Pages 171-181

Σύνδεσμος πρότυπου κειμένου: [1]

Λέξεις-Κλειδιά: Φυτοφάρμακα, Καλλιέργειες, Υγεία, δείκτης βλάστησης, NDVI, Landsat, Καλιφόρνια

Εικόνα 1: Περιοχή μελέτης Kern County, Καλιφόρνια, Ηνωμένες Πολιτείες. Η κομητεία Kern στην αγροτική περιοχή Central Valley της Καλιφόρνια εμφανίζεται στα δεξιά.

Εικόνα 2: Φαινολογικές ομάδες αποτελούμενες από χρήσεις γης που μοιράζονται παρόμοια ετήσια πρότυπα NDVI. Αυτές οι φαινολογικές ομάδες, που προέρχονται από μια ανάλυση συμπλέγματος, περιλαμβάνουν χρήσεις γης που παρουσιάζουν (α) μια βαθμιαία κορυφή NDVI το καλοκαίρι, (β) ένα σταθερό πρότυπο NDVI, (γ) μια μέτρια μέγιστη πυκνότητα φυτικής πυκνότητας και (δ) ένα χαμηλό πρότυπο NDVI.

Πίνακας 1: Αξιολόγηση ακρίβειας των ταξινομημένων εικόνων Landsat έναντι LUS το 1990.

Πίνακας 2: Αξιολόγηση ακρίβειας των εικόνων Landsat έναντι LUS το 1990 χρησιμοποιώντας αριθμό τμημάτων.

Εικόνα 3: PLSS τμήματα που επικαλύπτουν το 1990 καλλιέργειες Kern County LUS (αριστερά) και τμήματα Landsat το 1985 (δεξιά). Οι καλλιέργειες LUS και τα τμήματα (που δημιουργήθηκαν από μηνιαίες εικόνες NDVI το 1985) ήταν συνδεδεμένες με τμήματα PLSS σύμφωνα με τον τύπο καλλιέργειας και το τμήμα.

Εικόνα 4: Σύγκριση της εκτίμησης της έκθεσης των γεωργικών καλλιεργειών LUS (αριστερά) έναντι του Landsat (δεξιά) το 1985 για ένα αγροτεμάχιο.

Εισαγωγή

Η ακριβής εκτίμηση της έκθεσης σε φυτοφάρμακα αποτελεί αναπόσπαστο μέρος των επιδημιολογικών μελετών που διασαφηνίζουν το ρόλο των φυτοφαρμάκων στην ανθρώπινη υγεία. Τα φυτοφάρμακα, τα χημικά που έχουν σχεδιαστεί για τη θεραπεία παρασίτων όπως τα έντομα, έχουν συσχετιστεί με αρνητικά αποτελέσματα για την ανθρώπινη υγεία, όπως ο καρκίνος. Οι άνθρωποι που κατοικούν κοντά σε καλλιέργειες που χρησιμοποιύνται παρασιτοκτόνα, μπορούν να εκτεθούν σε φυτοφάρμακα ακόμα και μετά την εφαρμογή τους καθώς αυτά παρασύρονται από τον αέρα και το έδαφος. Η μελέτη αυτή παρουσιάζει ένα βελτιωμένο σύστημα γεωγραφικών πληροφοριών (GIS) και μέθοδο τηλεπισκόπησης Landsat, για την εκτίμηση της έκθεσης των γεωργικών παρασιτοκτόνων μέσω αντιστοίχισης εφαρμογών φυτοφαρμάκων σε καλλιέργειες ταξινομημένες από δορυφορικές εικόνες Landsat στην Καλιφόρνια.

Ο πρώτος ερευνητικός στόχος ήταν η αξιολόγηση ακρίβειας εκτιμήσεων έκθεσης για γεωργικά φυτοφάρμακα συγκρίνοντας εικόνες Landsat το 1990 με αυτές του LUS το 1990. Ο δεύτερος ερευνητικός στόχος ήταν να αξιολογηθεί η ιδιαιτερότητα των καλλιεργειών των εφαρμογών φυτοφαρμάκων, συγκρίνοντας τις εκτιμήσεις έκθεσης σε φυτοφάρμακα που προέρχονται από τα δεδομένα του 1985 που ταιριάζουν με τις εικόνες Landsat από το 1985 έναντι αυτών του 1990 LUS. Μέθοδοι

Για την μελέτη χρησιμοποιήθηκαν τέσσερις πληροφορίες: δορυφορικές εικόνες Landsat για την περιοχή Kern Country Καλιφόρνια, στοιχεία εδάφους LUS, δεδομένα εφαρμογής φυτοφαρμάκων από το Τμήμα Κανονισμού Φυτοφαρμάκων Καλιφόρνιας (California Department of Pesticide Regulation-CDPR), και θέσεις γεωγραφικών δεδομένων (π.χ., κατοικίες).

Πραγματοποιήθηκαν τα εξής βήματα: ταξινόμηση μηνιαίων εικόνων Landsat NDVI σε καλλιέργειες, ταυτοποίηση εφαρμογών φυτοφαρμάκων στις ταξινομημένες εικόνες Landsat καλλιεργειών και εκτίμηση της έκθεσης σε φυτοφάρμακα από καλλιέργειες σε απόσταση 500 μ. γύρω από γεωγραφικές θέσεις σε GIS. Δημιουργήθηκαν οι κατάλληλες περιοχές εκπαίδευσης και έγινε ταξινόμηση με αλγόριθμο μέγιστης πιθανοφάνειας. Για την εκτίμηση της ακρίβειας, διασταυρώθηκαν οι ταξινομήσεις Landsat και LUS και συγκρίθηκαν ανά τομέα και συνολική έκταση χρησιμοποιώντας πίνακες σφαλμάτων για συγκεκριμένες τοποθεσίες.

Αποτελέσματα:

Τα αποτελέσματα φαίνονται στους πίνακες. Τα ποσοστά από το LUS ήταν αρκετά διαφορετικά από τα ποσοστά Landsat. Ωστόσο, ένας παρόμοιος αριθμός καλλιεργειών που έχουν υποστεί επεξεργασία με φυτοφάρμακα διασταυρώθηκαν επίσης με οποιοδήποτε δεδομένο buffer χρησιμοποιώντας LUS και Landsat.

Συζήτηση:

Τα αποτελέσματα της μελέτης δείχνουν ότι η μέθοδος Landsat μπορεί να βελτιώσει την εκτίμηση της έκθεσης σε φυτοφάρμακα με βάση το GIS συνδυάζοντας περισσότερες εφαρμογές φυτοφαρμάκων σε καλλιέργειες (κυρίως προσωρινές καλλιέργειες) που ταξινομούνται χρησιμοποιώντας εικόνες Landsat σε σύγκριση με μια τυπική μέθοδο που βασίζεται σε δεδομένα σχετικά με την καλλιέργεια της γης που χρησιμοποιούνται συχνά για τη χρήση γης (LUS).