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Free Content Spatially disaggregated disease transmission risk: land cover, land use and risk of dengue transmission on the island of Oahu

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Abstract:

Summary Vector-borne diseases persist in transmission systems that usually comprise heterogeneously distributed vectors and hosts leading to a highly heterogeneous case distribution. In this study, we build on principles of classical mathematical epidemiology to investigate spatial heterogeneity of disease risk for vector-borne diseases. Land cover delineates habitat suitability for vectors, and land use determines the spatial distribution of humans. We focus on the risk of exposure for dengue transmission on the Hawaiian island of Oahu, where the vector is well established and areas of dense human population exist. In Hawai’i, dengue virus is generally absent, but occasionally flares up when introduced. It is therefore relevant to investigate risk, but difficult to do based on disease incidence data. Based on publicly available data (land cover, land use, census data, surveillance mosquito trapping), we map the spatial distribution of vectors and human hosts and finally overlay them to produce a vector-to-host ratio map. The resulting high-resolution maps indicate a high spatial variability in vector-to-host ratio suggesting that risk of exposure is spatially heterogeneous and varies according to land cover and land use.

French
Les maladies transmisses par des vecteurs persistent dans les systèmes de transmission qui impliquent habituellement des vecteurs et des hôtes distribués de façon hétérogène, menant à une distribution très hétérogène des cas. Dans cette étude, nous nous appuyons sur les principes de l’épidémiologie mathématique classique pour examiner l’hétérogénéité spatiale du risque de maladie pour les maladies à transmission vectorielle. Le revêtement du sol délimite l’habitat convenable pour les vecteurs et l’utilisation des terres détermine la répartition spatiale de l’homme. Nous nous concentrons sur le risque d’exposition pour la transmission de la dengue sur l’île hawaïenne d’Oahu, où le vecteur Aedes albopictus est bien établi et des zones de population humaine dense existent. A Hawaï, le virus de la dengue est généralement absent, mais se propage occasionnellement lors de son introduction. Il est donc pertinent d’étudier les risques, mais il est difficile de le faire sur la base de données d’incidence de la maladie. Sur base de données accessibles publiquement (le revêtement du sol, l’utilisation des terres, les données de recensement, la surveillance des moustiques piégés), nous avons cartographié la distribution spatiale des vecteurs et des hôtes humains, et enfin les avons superposé afin de produire une carte du rapport vecteur/hôte. Les cartes obtenues avec une haute résolution indiquent une forte variabilité spatiale dans le rapport vecteur/hôte ce qui suggère que le risque d’exposition est spatialement hétérogène et varie selon le revêtement du sol et l’utilisation des terres.

Keywords: Aedes albopictus; analyse spatiale; análisis espacial; basic reproductive rate; cobertura del suelo; dengue; land cover; land use; revêtement du sol; spatial analysis; tasa reproductiva básica; taux de reproduction de base; uso de la tierra; utilisation des terres

Document Type: Research Article

DOI: http://dx.doi.org/10.1111/j.1365-3156.2010.02671.x

Affiliations: 1:  Georges Lemaître Centre for Earth and Climate Research, Earth and Life Institute, Université catholique de Louvain, Louvain-la-Neuve, Belgium 2:  Department of Tropical Medicine, Asia-Pacific Institute of Tropical Medicine and Infectious Diseases, University of Hawai’i at Manoa, Honolulu, HI, USA 3:  Center for Conservation Research and Training, Pacific Biosciences Research Center, University of Hawai’i at Manoa, Honolulu, HI, USA

Publication date: February 1, 2011

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