Μοντελοποίηση και πρόβλεψη περιπτώσεων δάγκειου πυρετού σε βασικές περιοχές των Φιλιππίνων με τη χρήση δεδομένων τηλεπισκόπησης.
Από RemoteSensing Wiki
Αρχικός Τίτλος: Modeling and predicting dengue fever cases in key regions of the Philippines using remote sensing data.
Συγγραφείς: Maria Ruth B. Pineda-Cortel, Benjie M. Clemente, Pham Thi Thanh Nga
Ηλεκτρονική διέυθυνση: http://www.apjtm.org/text.asp?2019/12/2/60/250838
Πίνακας περιεχομένων |
Αντικείμενο
Η αλλαγή του κλίματος είναι μια από τις σημαντικότερες περιβαλλοντικές αλλαγές με τις οποίες έρχεται αντιμέτωπος ο άνθρωπος σήμερα. Διάφορες μελέτες έχουν δείξει ότι η κλιματική αλλαγή έχει ήδη επηρεάσει την ανθρώπινη υγεία και ο αντίκτυπός της αυξάνεται συνεχώς. Στο συγκεκριμένο άρθρο γίνεται αναφορά σε μια μελέτη για τον δάγκειο πυρετό, ο οποίος θεωρείται μία από τις σημαντικότερες ασθένειες σε τροπικές και υποτροπικές χώρες που μεταδίδονται στους ανθρώπους μέσω τσιμπήματος κουνουπιών. Η μελέτη αυτή διεξήχθη σε τέσσερις περιοχές των Φιλιππίνων που προσδιορίστηκαν ως οι περιοχές που επλήγησαν περισσότερο από τον πυρετό του δάγκειου πυρετού το 2015 βάσει αναδρομικών δεδομένων. Περίπου 390 εκατομμύρια μολύνσεις εμφανίζονται ετησίως, με περίπου 96 εκατομμύρια κλινικές εκδηλώσεις. Σύμφωνα με το Γραφείο Επιδημιολογίας του Υπουργείου Υγείας, κάθε χρόνο έχουν αναφερθεί χιλιάδες περιπτώσεις στη χώρα. Αξίζει να σημειωθεί πως ο κύκλος τροφοδοσίας αίματος των κουνουπιών επηρεάζεται από ορισμένους παράγοντες όπως το κλίμα. Η μεταβολή των κλιματικών μεταβλητών επηρεάζει τρία συστατικά στη μετάδοση του δάγκειου πυρετού, δηλαδή τον παθογόνο παράγοντα, τον φορέα και τον τρόπο μετάδοσης.Η αύξηση της θερμοκρασίας κατά 2 ° θα επιμηκύνει σημαντικά τη διάρκεια ζωής των κουνουπιών-φορέων επιτρέποντας μ’ αυτόν τον τρόπο τον ταχύ ρυθμό αναπαραγωγής και δραστηριότητας. Η κατακρήμνιση και η υγρασία διαδραματίζουν επίσης ζωτικό ρόλο στην επικράτηση του δάγκειου πυρετού.
Μεθοδολογία
Έχουν διεξαχθεί αρκετές μελέτες για το συσχετισμό του δάγκειου πυρετού και των κλιματικών μεταβλητών, χρησιμοποιώντας διαφορετικές προσεγγίσεις όπως στατιστικά και μαθηματικά μοντέλα, χωρική ανάλυση και πολλούς δείκτες. Στη μελέτη αυτή εφαρμόστηκε το μοντέλο ARIMA για τον πυρετό του δάγκειου με εκτεταμένη χρήση δεδομένων τηλεπισκόπησης στις τέσσερις επιλεγμένες περιοχές των Φιλιππίνων που κατέγραψαν τον υψηλότερο επιπολασμό από το 2008-2015. Για να ελαχιστοποιηθούν οι περιορισμοί των κλιματικών δεδομένων που προέρχονται από τους μετεωρολογικούς σταθμούς σε χωρικές και χρονικές κλίμακες, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν τα πιο προσπελάσιμα δεδομένα τηλεπισκόπησης για τις κλιματικές μεταβλητές, συγκεκριμένα τα στοιχεία Global Satellite Mapping of Precipitation (GSMaP) για βροχοπτώσεις και MODIS LST (MOD11A2). Εκτός από τις κλιματικές μεταβλητές, μια από τις πιο συχνά χρησιμοποιούμενες περιβαλλοντικές μεταβλητές που προέρχονται από την τηλεπισκόπηση, ο κανονικοποιημένος δείκτης βλάστησης διαφοράς (NDVI) από MODIS (MOD13Q1) με χωρική ανάλυση 250 m χρησιμοποιήθηκε επίσης για τη μοντελοποίηση της επιρροής του στο δάγκειο δάσος. Αυτές οι παράμετροι που βασίζονται στην τηλεπισκόπηση συγκεντρώθηκαν για να υπολογιστούν για τη μέση μηνιαία μεταβλητή για τις Φιλιππίνες, όπως παρουσιάζεται στο σχήμα 2. Εξετάστηκαν τα στοιχεία από τις τέσσερις περιοχές για να δείξουν την εποχικότητα και τις διαχρονικές διακυμάνσεις της επίπτωσης του δάγκειου με τις κλιματικές και περιβαλλοντικές μεταβλητές (βροχή, LSTd, LSTn και NDVI) κατά την περίοδο 2008 έως 2014, όπως φαίνεται στο Σχήμα 3. Χρησιμοποιήθηκε ιστόγραμμα, αυτοσυσχέτιση (ACF) τυποποιημένων υπολειμμάτων και δοκιμή Ljung-Box για να επαληθευτεί η επάρκεια κάθε μοντέλου για κάθε περιοχή παρόμοια με προηγούμενες μελέτες.
Αποτελέσματα
Το σχήμα 4 παρουσιάζει τις χρονολογικές σειρές του επιπολασμού του δάγκειου πυρετού στις τέσσερις περιφέρειες μελέτης από το 2008 έως το 2015. Το εποχικό πρότυπο ήταν επίσης εμφανές και συνεπές και στις τέσσερις περιοχές με συχνότητα εμφάνισης που άρχισε να αυξάνεται τον Ιούνιο, κορυφώνοντας τον Αύγουστο και χαμηλότερη κατά τον Απρίλιο όπως παρουσιάζεται στο σχήμα 5. Το σχήμα 6 δείχνει ένα δείγμα του σχεδίου μοντέλου προσαρμογής ARIMA για τις τέσσερις περιοχές που μελετώνται, όπου η μαύρη γραμμή αντιπροσωπεύει την εμφάνιση του δάγκειου πυρετού, το προσαρμοσμένο μοντέλο σε κόκκινο χρώμα και η μπλε γραμμή χρησιμεύει ως προβλεπόμενο μοντέλο το 2015.
Συμπεράσματα
Σύμφωνα με την έρευνα το κλίμα αποτελεί κινητήρια δύναμη για τη συχνότητα εμφάνισης του δάγκειου. Η θερμοκρασία επηρεάζει τη δυνητική εξάπλωση του δάγκειου πυρετού. Το αποτέλεσμα της επικύρωσης εξέθεσε τις διαφορετικές επιδόσεις του μοντέλου ARIMA στην πρόβλεψη της εμφάνισης περιπτώσεων του δάγκειου πυρετού με επίκεντρο τους παράγοντες του καιρού. Η συσχέτιση των προβλεπόμενων με τις αναφερθείσες περιπτώσεις δάγκειου πυρετού από τον Ιανουάριο έως τον Δεκέμβριο του 2015 διαπιστώθηκε ότι είναι ιδιαίτερα σημαντική. Ωστόσο, πρέπει να σημειωθεί ότι το μοντέλο περιορίστηκε στις καιρικές συνθήκες και στους περιβαλλοντικούς παράγοντες και δεν έλαβε υπόψη άλλες μεταβλητές όπως η αφθονία των κουνουπιών, η κάλυψη της γης και το μέγεθος του πληθυσμού. Επιπλέον, οι κοινωνικοί παράγοντες όπως η μετακίνηση του πληθυσμού παραμελήθηκαν στη μελέτη. Εν κατακλείδι, πρέπει να διεξαχθούν περαιτέρω έρευνες που να περιλαμβάνουν τόσο κοινωνικοοικονομικούς όσο και οικολογικούς παράγοντες.
