نشریه کاربرد سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی در علوم محیطی

سنجش ارتباط مکانی بیماری لیشمانیوز احشایی و عوامل محیطی با استفاده از سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی (مطالعه موردی:‌ منطقه کلیبر و خداآفرین)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه حکیم سبزواری دانشکده جغرافیا و علوم محیطی گروه سنجش از دور و GIS

2 دکتری GIS، کارشناس رسمی مرکز وکلای کارشناسان رسمی استان آذربایجان شرقی. تبریز. ایران

3 استاد رشته آب و هواشناسی، دانشکده برنامه ریزی و علوم محیطی، دانشگاه تبریز، تبریز،‌ ایران

4 گروه سنجش از دورو GIS دانشگاه تبریز

10.22034/rsgi.2025.61996.1091

چکیده

شناسایی عوامل مؤثر بر یک پدیده مانند بیماری و میزان تأثیر آنها و همچنین تولید نقشه‌های پهنه‌بندی آن پدیده به اعمال دقت بالاتری نیاز دارند. در حال حاضر، نقشه‌های پهنه‌بندی این پدیده‌ها براساس روابط تجربی و عموما برای سلولهای آماری بزرگ مانند بخش تهیه شده و در برنامه‌ریزی‌های منطقه‌ای کاربرد دارند، ولی بعلت کوچک بودن مقیاس و کمبود دقت، این نقشه‌ها در عملیات اجرایی کاربرد ندارند. در این تحقیق نحوه‌ی تاثیر پذیری پدیده از عوامل جغرافیایی «رفتار یا امضای مکانی» نامیده شده است. رفتار مکانی بیان کننده ضرایب تاثیرگذاری عوامل محیطی بر روی پدیده می‌باشد. جهت تهیه رفتار مکانی بیماری انگلی لیشمانیوز احشایی در مقیاس بزرگتر برای منطقه‌ی کلیبر و خداآفرین، روشهای مختلف استنتاج مکانی مورد آزمون قرار گرفت و روش مشابه ایده طبقه‌بندی تصاویر ماهواره‌ای برای استخراج رفتار مکانی بیماری پیاده‌سازی گردید. در روش پیاده‌سازی شده عوامل مؤثر بر بیماری به عنوان باندهای تصویر ترکیبی در نظر گرفته شده و از مناطق شیوع بیماری بعنوان داده‌های تعلیمی استفاده گردید. عوامل جغرافیایی مؤثر شناخته شده یا مظنون بر بیماری مذکور شامل عوامل اقلیم (میانگین دما، بارش و رطوبت نسبی)، توپوگرافی (ارتفاع، شیب، جهت شیب، فاصله از رودخانه)، عوامل اجتماعی- اقتصادی (دسترسی به امکانات در دهکده)، تراکم سگ، عوامل انسانی (سن و جنس گروه درگیر در بیماری) و شاخص پوشش‌گیاهی می‌باشند. نتایج حاصل از استخراج رفتار مکانی بیماری نشان داد که عوامل مؤثر بر بیماری به ترتیب اولویت بارش، رطوبت نسبی، دما، تراکم سگ، جهت شیب، شیب، شاخص پوشش گیاهی، دسترسی به امکانات، ارتفاع و فاصله از رودخانه می‌باشند.

تازه های تحقیق

وقوع برخی پدیده‌ها مانند شیوع عفونت‌ها و بیماری‌ها، آفت‌های گیاهان و غیره به عوامل جغرافیایی وابسته بوده و برخی از این عوامل شناسایی شده‌اند. گاهاً میزان تأثیر این عوامل به صورت تجربی و با توجه به نظر افراد ارائه می‌شود که دقیق و کامل نیست و لذا بررسی‌های علمی و جامع جهت شناسایی دقیق‌ تأثیرات هر یک از این عوامل ضروری است. بنابراین جهت روشن نمودن این نکات، مطالعه‌ی حاضر طراحی و تدوین گردید تا با استفاده از روش رفتار مکانی، میزان تأثیر این عوامل تا حد امکان مشخص شود. نحوه‌ی تأثیرپذیری پدیده از عوامل جغرافیایی "رفتار یا امضای مکانی" نامیده می‌شود که بیان‌کننده ضرایب تأثیرگذاری عوامل محیطی بر روی پدیده می‌باشد. با انتخاب مناطق تعلیمی وقوع پدیده، تولید تصویر ترکیبی از عوامل مؤثر بر پدیده و لایه وقوع پدیده، با اعمال روش رفتار مکانی با استفاده از قابلیت‌های سنجش از دور، می‌توان به بررسی میزان تأثیر عوامل دست یافت. در نتیجه نقشه‌های ابتلاء بدست آمده دارای دقت بیشتری بوده و در برنامه‌ریزی جهت مطالعه‌ی بهتر یک پدیده می‌تواند با دقت بیشتری مورد استفاده قرار گیرد.

در تحقیق حاضر با استخراج رفتار مکانی بیماریVL  و پس از آزمون معنی‌دار بودن ضرایب همبستگی، تأثیر یا عدم تأثیر عوامل در نظر گرفته شده مشخص شد. مطابق نتایج بدست آمده از آماره‌ی t بین عوامل در نظر گرفته شده،  همبستگی قابل قبولی وجود دارد. طبق نتایج آماره‌ی t، عوامل مؤثر در بیماری به ترتیب اولویت عبارتند از: بارش، رطوبت نسبی، دما، تراکم سگ، جهت شیب، شیب، شاخص پوشش گیاهی، دسترسی به امکانات، فاصله از رودخانه و ارتفاع.

جمعیت در گروههای سنی و جنسی مختلف از بیماری مستقل بدست آمد. در نتیجه در محاسبات میزان اثرگذاری عوامل مؤثر بر بیماری در نظر گرفته نشده‌اند. میزان اثرگذاری عوامل مؤثر بر بیماری در این تحقیق و ترتیب تأثیر آنها که از رفتار مکانی بیماری بدست آمد، در جدول 3 قابل تأمل است. علاوه بر آن نوع همبستگی بیماری با عوامل مؤثر برآورد شده از رفتار مکانی نیز در این جدول قابل ارزیابی است.

به منظور بهبود دقت روش ارائه شده پیشنهاداتی ارائه می‌گردد.

  • - برآورد دمای هوا و رطوبت نسبی از طریق تصاویر ماهواره‌ای در ساعات غروب.
  • - برآورد میزان دمای سطح زمین از طریق تصاویر ماهواره‌ای به عنوان یکی از عوامل مؤثر در بیماری.
  • - با توجه به اینکه پشه‌خاکی نوع orient به نوع مشخصی از خاک، پوشش گیاهی خاص و دمای سطح زمین بستگی دارد، می‌توان از این عوامل نیز به عنوان عوامل مؤثر در بیماری استفاده نمود.
  • - افزایش تعداد معیارهای ارزیابی متناسب با امکانات و محدودیت‌های پژوهش.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Analysis of the Spatial Relationship between Visceral Leishmaniasis and Environmental Factors using Remote Sensing and Geographic Information System (Case study: Kalaybar and Khoda-Afarin)

نویسندگان [English]

  • Elahe Akbari 1
  • Hossein Helali 2
  • Majid Rezaei Banafsheh Daragh 3
  • Khalil Valizadeh_Kamran 4

1 Department of remote sensing and Geographic Information System, Faculty of Geography and Environmental Science, Hakim Sabzevari University, Sabzevar, Iran.

2 PhD. of GIS. Official expert of the center of lawyers in the official experts of East Azarbaijan province. Tabriz, Iran

3 Professor. Department of climatology, Faculty of Planning and Environmental Sciences, University of Tabriz. Tabriz, Iran.

4 Department of Remote Sensing and GIS. Faculty of Planning and Environmental Sciences. University of Tabriz

چکیده [English]

Identifying the factors affecting a phenomenon and their degree of influence and producing the zoning maps of that phenomenon require higher precision. Currently, the zoning maps of these phenomena are produced based on the empirical relationships and these maps are generally prepared for large statistical cells such as the county and are used in regional planning, but due to the small scale and the lack of accuracy, these maps are not used in implementation operations. In this research, the effect of geographical factors on the phenomenon is called "spatial behavior". Spatial behavior expresses the effect coefficients of environmental factors on the phenomenon. Different spatial inference methods were tested, and a new method based on classification of satellite imagery in remote sensing was implemented to prepare the spatial behavior of the parasitic VL disease on a larger scale of Kalaybar and Khoda-Afarin. The factors affecting the disease were considered composite image bands and the disease prevalence were used as training data. Geographical factors known to be effective on the VL disease include climate factors (average temperature, precipitation, and relative humidity), topography (altitude, slope, aspect, distance from the river), socio-economic factors (access to facilities in the village), dog density, human factors (age and sex of the group involved in the disease), and vegetation index. According to the results of the spatial behavior, the factors affecting the disease in order of priority are rainfall, relative humidity, temperature, dog density, aspect, slope, vegetation index, access to facilities, distance from the river, and elevation.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Spatial behavior
  • Visceral Leishmania
  • RS
  • GIS
  • Kalaybar and Khoda-Afarin

Objective: Identifying the factors affecting a phenomenon and their degree of influence and producing the zoning maps of that phenomenon require higher precision. Currently, the zoning maps of these phenomena are produced based on the empirical relationships and these maps are generally prepared for large statistical cells such as the county and are used in regional planning, but due to the small scale and the lack of accuracy, these maps are not used in implementation operations.

Methods: In this research, the effect of geographical factors on the phenomenon is called "spatial behavior or signature". Spatial behavior expresses the effect coefficients of environmental factors on the phenomenon. Different spatial inference methods were tested, and a new method based on classification of satellite imagery in remote sensing was implemented to prepare the spatial behavior of the parasitic VL disease on a larger scale of Kalaybar and Khoda-Afarin regions. The factors affecting the disease were considered composite image bands, and the disease prevalence areas were used as training data. Geographical factors known or suspected to be effective on the VL disease include average temperature, precipitation, relative humidity, elevation, slope, aspect, distance from the river, access to facilities in the village, dog density, age and sex of human of the group involved in the disease, and vegetation index.

Results: According to the results of the spatial behavior, the factors affecting the disease in order of priority are rainfall, relative humidity, temperature, dog density, aspect, slope, vegetation index, access to facilities, distance from the river, and elevation.

Conclusions: Using the spatial behavior method removes the need for survey specialists, and it depends on the individual to produce a zoning map for each phenomenon. Also, experimental and variable opinions are avoided. Besides, in planning and making decisions to solve any problem, the production zoning maps are more efficient than the previous maps due to their accuracy.

Akbari, E., Fakheri, M., Pourgholamhasan, E., & Akbari, Z. (2015). Monthly Zoning of the Air Pollution and Surveying its Relationship with Climatic Factors (Case Study: Mashhad City). Journal of Natural Environment, 68(4), 533-547. https://doi.org/10.22059/jne.2015.56927.  (In Persian).
Campino, L. Pratlong, F. Abranches, P. Rioux, J.A. Santos-Gomes, G. Alves-Pires, C. Cortes, S. Ramada, J. Cristovao, J.M. Afonso, M.O. and Dedet, J.P. (2006). Leishmaniasis in Portugal: enzyme polymorphism of Leishmania infantum based on the identification of 213 strains. Tropical Medicine and International Health. 11(11). 1708-14. https://doi.org/10.1111/j.1365-3156.2006. 01728.x.
Elnaiem, Dia-Eldin A. Schorscher, J. Bendall, A. Obsomer, V. Osman, M.E. Mekkawi, A.M. Connor, S.J. Ashford, R.W. and Thomson, M.C. (2003). Risk Mapping of Visceral Leishmaniasis: The Role of Local Variation in Rainfall and Altitude on The Presence and Incidence of Kala-Azar in Eastern Sudan. The American Journal of Tropical Medicine and Hygiene. 68(1). 10–17. https://doi.org/10.4269/AJTMH.2003.68.1.0680010.
Gama, M.E.A. Costa, J.M.L. Pereira, J.C.R. Gomes, C.M.C. and Corbett, C.E.P. (2004). Serum cytokine profile in the subclinical form of visceral Leishmaniasis. Brazilian Journal of Medical and Biological Research. 37(1). pp. 129-136. https://doi.org/10.1590/s0100-879x2004000100018.
Ghatee, M. A., Fakhar, M., Derakhshani‐Niya, M., Behrouzi, Z., & Hosseini Teshnizi, S. (2020). Geo‐climatic factors in a newly emerging focus of zoonotic visceral leishmaniasis in rural areas of north‐eastern Iran. Transboundary and emerging diseases, 67(2), 914-923. https://doi.org/10.1111/tbed.13416. 
Goodchild, S. (2006-2008). Ratios, indices, normalization and standardization. Geospatial Analysis - a comprehensive guide. 2nd edition.
Hakkour, M., Hmamouch, A., Mahmoud El Alem, M., Bouyahya, A., Balahbib, A., El Khazraji, A., Fellah, H., Sadak, A. and Sebti, F., (2020). Risk factors associated with leishmaniasis in the most affected provinces by leishmania infantum in Morocco. Interdisciplinary Perspectives on Infectious Diseases, 2020. https://doi.org/10.1155/2020/6948650.
Joafshany M.A, Zoghi I., Cimanti S., Tabatabai Moghadam H., Mohebaly M., Mazkrany M., Mortazavi Tabatabaei A., Manouchehr C. and Natqyan A.R. (2005). Important diseases shared between humans and animals in Iran. data Published. Department of Health and Medical Education. Deputy Education and Student Affairs.  (In Persian).
Karamian, M., Ghatee, M. A., Shayesteh, M., Taylor, W. R., Mohebi-Nejad, S., Taheri, G., & Jamavar, M. R. (2021). The effect of geo-climatic determinants on the distribution of cutaneous leishmaniasis in a recently emerging focus in eastern Iran. Parasites & Vectors, 14(1), 1-7. https://doi.org/10.1186/s13071-021-05046-0.
Knight, C. A., Harris, D. R., Alshammari, S. O., Gugssa, A., Young, T., & Lee, C. M. (2023). Leishmaniasis: Recent epidemiological studies in the Middle East. Frontiers in Microbiology, 13, 1052478. https://doi.org/10.3389/fmicb.2022.1052478.
Luz, S., & Masoodian, M. (2022). Exploring Environmental and Geographical Factors Influencing the Spread of Infectious Diseases with Interactive Maps. Sustainability, 14(16), 9990. https://doi.org/10.3390/su14169990.
Mann, S., Frasca, K., Scherrer, S., Henao-Martínez, A. F., Newman, S., Ramanan, P., & Suarez, J. A. (2021). A review of leishmaniasis: current knowledge and future directions. Current tropical medicine reports, 8, 121-132. https://doi.org/10.1007/s40475-021-00232-7.
Mitchell, A. (2005). The ESRI Guide to GIS Analysis. volume 2. Spatial Measurements & Statistics. ESRI Press.
Murray, H. (2002). Kala-Azar—Progress against a Neglected Disease. The New England Journal of Medicine. 145, 127–145. https://doi.org/10.1056/NEJMe020133.
Nadim, A. H. Javadian, E. Mohabali, M. and Zaman Momeni, A. (2017). Leishmania parasite and leishmaniosis. Academic publishing center. Tehran. First publication. Third edition. (In Persian).
Najafi Disfani, M. (2017). Computer processing of remote sensing images (translation). Samt Publications. (In Persian).
Neto, J. C. Werneck, G. L. Nery Costa, C. H. (2009). Factors associated with incidence of urban visceral leishmaniasis: an ecological study in Teresina, Piaui state, Brazil. Cadernos de Saúde Pública, Rio de Janeiro. 25(7). 1543-1551. https://doi.org/10.1590/s0102-311x2009000700012.
OpenStax (2023). Testing the significance of the correlation coefficient
https://stats.libretexts.org/Bookshelves/Introductory_Statistics/Introductory_Statistics_(OpenStax)/12%3A_Linear_Regression_and_Correlation/12.05%3A_Testing_the_Significance_of_the_Correlation_Coefficient
Rassi. Y., Fironzi. R., Javadiian E., (2000). Status of Probable Vectors of Visceral Leishmaniosis in Endemic Focus of Kalibar County in East Azerbaijan, Iran in 1998., Journal of Pathobiology Reaearch, 3(1), 9. magiran.com/p597440. (In Persian).
Rassi. Y., Hanafi bajd, A. A. (2006). Sandflies, carriers of leishmaniasis: morphology, biology, ecology, methods of conducting laboratory and field studies, including an illustrated key to sandflies of Iran. Innovators of science. Tehran. (In Persian).
Scarpini, S., Dondi, A., Totaro, C., Biagi, C., Melchionda, F., Zama, D., Pierantoni, L., Gennari, M., Campagna, C., Prete, A. and Lanari, M., (2022). Visceral leishmaniasis: epidemiology, diagnosis, and treatment regimens in different geographical areas with a focus on pediatrics. Microorganisms, 10(10), 1887. https://doi.org/10.3390/microorganisms10101887.
Sharafi, M., Poormotaseri, Z., Karimi, J., Rezaeian, S., Dehghani, S. L., & Afrashteh, S. (2020). Spatial analysis and geographic factors associated with cutaneous leishmaniasis in southern Iran. Journal of Environmental Health and Sustainable Development. 5(1): 928-34. https://doi.org/10.18502/jehsd.v5i1.2474.
URL1: https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/leishmaniasis, access on 1403.8.16.
van Griensven, J.; Diro, E. (2012). Visceral Leishmaniasis. Infectious Disease Clinics of North America. 26, 309–322. https://doi.org/10.1016/j.idc.2012.03.005.
Zaeem M. (1997). General medical entomology. Tehran University. (In Persian).
Zhao, Y., Jiang, D., Ding, F., Hao, M., Wang, Q., Chen, S., Xie, X., Zheng, C. and Ma, T., (2021). Recurrence and driving factors of visceral leishmaniasis in central China. International Journal of Environmental Research and Public Health, 18(18), 9535. https://doi.org/10.3390/ijerph18189535.
نشریه کاربرد سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی در علوم محیطی
دوره 4، شماره 13
بهمن 1403
صفحه 40-23
  • تاریخ دریافت: 11 مرداد 1403
  • تاریخ بازنگری: 13 آبان 1403
  • تاریخ پذیرش: 10 بهمن 1403