Aplicaciones basadas en la nube para acceder a las observaciones satelitales de tierra para apoyar la advertencia temprana de la malaria

El cambio ambiental global tiene innumerables influencias en la salud humana, y los investigadores están estudiando cada vez más las conexiones entre la variación climática y los resultados de la salud.. Extreme heat events are becoming more frequent as the climate warms, leading to greater risk of heat-related illnesses and death^1,2. Climate change also affects the transmission cycles of many infectious diseases and shifts the geographic distributions of important vector and host species³. Because climate is intimately connected with the hydrological cycle, changes in patterns of rainfall and resulting risks of flooding and drought influence the transmission of water-related diseases⁴.Si se pueden dilucidar las asociaciones entre el cambio ambiental y los resultados de salud, entonces el monitoreo de las variaciones climáticas puede proporcionar datos novedosos sobre factores de riesgo para enfermedades ambientalmente sensibles. These data can support the development of disease risk maps^5,6, early warning systems for forecasting outbreaks of climate sensitive diseases^7,8, and projections of the long-term effects that climate and land use change will have on human health^9,10.

Los satélites de observación de la tierra producen una abundancia de datos que se pueden utilizar en el estudio de la salud humana.Mediciones de la variación espacial y temporal de la ruta de radiación reflejada, emitida y retrodispersada en el medio ambiente, incluida la vegetación, el agua superficial, la humedad del suelo, la temperatura y la precipitación. The resulting data provide information about habitats for vector and host species and environmental suitability for transmission of disease-causing pathogens^11,12,13. Satellite remote sensing can also be used to map heat waves¹⁴, monitor air pollution¹⁵, and delineate human populations at risk of disease¹⁶.La mayoría de estos datos están disponibles sin costo y muchos tienen cobertura global, lo que los hace particularmente importantes para monitorear los riesgos de salud ambiental en países de bajos y medianos ingresos donde la disponibilidad de mediciones ambientales terrestres es limitada.

Para implementar servicios climáticos como los sistemas de alerta temprana para enfermedades sensibles al clima, es esencial adquirir, procesar e integrar nuevos datos de manera regular.Acceder a los datos ambientales geoespaciales requiere navegar un vasto paisaje de conjuntos de datos disponibles, determinar cuáles son más adecuados y descargar grandes volúmenes de datos. The data must be extracted from complex archive files, projected to new coordinate reference systems, processed to detect and fill data gaps, and summarized to generate relevant environmental indices at appropriate spatial and temporal scales¹⁷.La mayoría de los investigadores epidemiológicos y los profesionales de la salud pública no tienen experiencia con los datos satelitales y carecen de los recursos computacionales necesarios y el software especializado. In many low- and middle-income countries, access to broadband internet is another barrier to working with large geospatial datasets¹⁸.Existe la necesidad de herramientas que faciliten la recuperación y el uso de imágenes satelitales para investigaciones y aplicaciones de salud pública..

La computación en la nube proporciona acceso a conjuntos de datos geoespaciales junto con procesadores, almacenamiento de datos y software, como recursos virtualizados a través de Internet. Google Earth Engine (GEE) is a cloud-based system for analysis of satellite remote sensing and other gridded environmental data¹⁹.Los cálculos se llevan a cabo mediante procesamiento paralelo en Google Cloud, facilitando el análisis de conjuntos de datos muy grandes.Hay una variedad de datos disponibles, incluidas las estimaciones de precipitación, la temperatura de la superficie de la tierra e índices de vegetación de satélites que observan la tierra.Debido a que los datos no tienen que ser descargados, almacenados y procesados localmente, GEE facilita el acceso a los datos, el procesamiento y el resumen de los usuarios finales con recursos computacionales limitados en entornos de bajo ancho de banda. GEE has used extensively for a variety of remote sensing applications, including public health²⁰.

The goal of this study was to facilitate regular access to satellite data in support of the Epidemic Prognosis Incorporating Disease and Environmental Monitoring for Integrated Assessment (EPIDEMIA) malaria early warning project in Ethiopia²¹.Para lograr este objetivo, desarrollamos una aplicación GEE llamada recuperación de análisis ambiental para el clima y la salud (alcance) para automatizar los pasos de procesamiento de datos requeridos y los resultados de descarga en un formato resumido adecuado para modelar las relaciones de malaria-ambiente y predecir futuros riesgos de malaria.Comparamos tres implementaciones de GEE diferentes: 1) una herramienta de visualización y descarga de datos con una interfaz de usuario (UI) basada en menú utilizando el editor de códigos GEE y la API JavaScript, 2) una aplicación Earth Engine que implementó esta herramienta como una aplicación web independiente, y 3) un paquete Python que se puede llamar desde otro software para automatizar el procesamiento de datos y la descarga.Evaluamos las fortalezas y limitaciones de cada enfoque y consideramos cómo se pueden extender para apoyar otros esfuerzos para pronosticar enfermedades infecciosas sensibles al clima.