Freie Software und infektiöse Krankheiten: Von Rohdaten zu ökologischen Indikatoren

Zoonosen sind vom Tier (Vektoren) auf den Menschen übertragene Infektionskrankheiten, die in vielen Ländern ein großes Gesundheitsproblem darstellen. GIS-Modellierung wird routinemäßig eingesetzt, um die räumliche Verteilung der insbesondere von Nagetieren, Zecken und Stechmücken übertragenen Zoonosen besser zu verstehen. Die Eingangsdaten sind üblicherweise heterogene GIS-Datenquellen sowie neue, zeitlich hochauflösende Fernerkundungsdaten. Besonders letztere helfen, die räumlichen und zeitlichen Muster von vektorübertragenen Krankheiten zu verstehen. Obwohl Satellitendaten seit mehr als zwei Jahrzehnten erfolgreich in epidemiologischen Anwendungen eingesetzt wurden, gibt es erst seit kurzem zeitlich hochauflösende Zeitreihen (insb. MODIS Sensor: vier Abdeckungen der Erde pro Tag in verschiedenen Auflösungen (250m-1000m). Mittels GIS werden aus diesen neuen Fernerkundungszeitreihen, u.a. Land-Oberflächentemperatur (LST), Vegetationsindizes (NDVI/EVI) und Schneebedeckung, ökologische Indikatoren extrahiert.

Die Datenaufbereitung (Geocodierung, Projektion, GIS-Integration und Qualitätsbewertung) ist oft mit erheblichem Aufwand verbunden. Hier bieten Freie GIS Software-Tools (PROJ4, GDAL/OGR, GRASS GIS etc.) alle notwendigen Methoden und Algorithmen zur Datenaufbereitung und -analyse an. Aus den täglichen LST Karten sind aggregierte Temperaturwerte ableitbar, die u.a. zur Identifizierung von Spätfrost, heißen Sommern, und Gradzahltagen dienen. Der EVI erlaubt, saisonale und regionale Unterschiede des Vegetationszustandes oder Frühling- / Herbst-Anfang zu erkennen. Der Vortrag geht auf einige Indizes ein und zeigt deren Anwendung (potenzielle Verbreitungskarten zu Zecken und Tigermücken).

Die schiere Menge an Daten erfordert ausreichende Rechenkapazitäten (Cluster). Freie GIS Software-Tools erlauben, parallel Batch-Jobs auszuführen, um große Mengen von Satellitendaten über High Performance Computing (HPC) Einrichtungen zu bearbeiten.