Applications basées sur le cloud pour accéder aux observations de la Terre satellite pour soutenir l'alerte précoce du paludisme

Le changement environnemental mondial a une myriade d'influences sur la santé humaine, et les chercheurs étudient de plus en plus les liens entre la variation du climat et les résultats pour la santé. 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 les associations entre le changement environnemental et les résultats pour la santé peuvent être élucidées, la surveillance des variations climatiques peut fournir de nouvelles données sur les facteurs de risque de maladies sensibles à l'environnement. 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.

Les satellites observateurs de la Terre produisent une abondance de données qui peuvent être utilisées dans l'étude de la santé humaine.Mesures de la variation spatiale et temporelle de l'environnement, notamment la végétation, les eaux de surface, l'humidité du sol, la température et les précipitations. 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 plupart de ces données sont disponibles sans frais et beaucoup ont une couverture mondiale, ce qui les rend particulièrement importantes pour surveiller les risques pour la santé environnementale dans les pays à revenu faible et intermédiaire où la disponibilité de mesures environnementales au sol est limitée.

Pour mettre en œuvre des services climatiques tels que les systèmes d'alerte précoce pour les maladies sensibles au climat, il est essentiel d'acquérir, de traiter et d'intégrer de nouvelles données régulièrement.L'accès aux données environnementales géospatiales nécessite de naviguer dans un vaste paysage d'ensembles de données disponibles, de déterminer lesquels sont les plus appropriés et de télécharger de grands volumes de données. 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 plupart des chercheurs épidémiologiques et des praticiens de la santé publique n'ont pas d'expertise avec les données par satellite et n'ont pas les ressources informatiques nécessaires et les logiciels spécialisés. In many low- and middle-income countries, access to broadband internet is another barrier to working with large geospatial datasets¹⁸.Il existe un besoin d'outils qui facilitent la récupération et l'utilisation de l'imagerie satellite pour la recherche et les applications en santé publique.

Le cloud computing donne accès aux ensembles de données géospatiaux ainsi que des processeurs, du stockage de données et des logiciels, en tant que ressources virtualisées sur Internet. Google Earth Engine (GEE) is a cloud-based system for analysis of satellite remote sensing and other gridded environmental data¹⁹.Les calculs sont effectués via un traitement parallèle dans le cloud Google, facilitant l'analyse de très grands ensembles de données.Une variété de données sont disponibles, y compris les estimations des précipitations, la température de la surface terrestre et les indices de végétation provenant de satellites d'observation de la Terre.Étant donné que les données n'ont pas à être téléchargées, stockées et traitées localement, GEE facilite l'accès, le traitement et le résumé des données pour les utilisateurs finaux avec des ressources de calcul limitées dans des environnements à faible bande passante. 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.Pour atteindre cet objectif, nous avons développé une application GEE appelée récupération d'analyse environnementale pour le climat et la santé (REACH) pour automatiser les étapes de traitement des données requises et télécharger les résultats dans un format résumé adapté à la modélisation des relations avec le paludisme et à prédire le risque de paludisme futur.Nous avons comparé trois implémentations GEE différentes: 1) un outil de visualisation et de téléchargement des données avec une interface utilisateur basée sur un menu (UI) développé à l'aide de l'éditeur de code GEE et de l'API JavaScript, 2) une application Earth Engine qui a implémenté cet outil en tant qu'application Web autonomeet 3) un package Python appelant d'autres logiciels pour automatiser le traitement et le téléchargement des données.Nous avons évalué les forces et les limites de chaque approche et avons examiné la façon dont elles peuvent être étendues pour soutenir d'autres efforts pour prévoir les maladies infectieuses sensibles au climat.