Quickbird satellite imagery for riparian management : characterizing riparian filter strips and detecting concentrated flow in an agricultural watershed

Riparian ecology plays an important part in the filtration of sediments from upland agricultural lands. The focus of this work makes use of multispectral high spatial resolution remote sensing imagery (Quickbird by Digital Globe) and geographic information systems (GIS) to characterize significant riparian attributes in the USDA’s experimental watershed, Goodwin Creek, located in northern Mississippi. Significant riparian filter characteristics include the width of the strip, vegetation properties, soil properties, topography, and upland land use practices. The land use and vegetation classes are extracted from the remotely sensed image with a supervised maximum likelihood classification algorithm. Accuracy assessments resulted in an acceptable overall accuracy of 84 percent. In addition to sensing riparian vegetation characteristics, this work addresses the issue of concentrated flow bypassing a riparian filter. Results indicate that Quickbird multispectral remote sensing and GIS data are capable of determining riparian impact on filtering sediment. Quickbird imagery is a practical solution for land managers to monitor the effectiveness of riparian filtration in an agricultural watershed.

The location of majority and minority populations with respect to commercial treatment, storage, and disposal facilities in Texas

There is a growing interest in the location of Treatment, Storage, and Disposal (TSDF) sites in relation to minority communities. A number of studies have been completed, and the results of these studies have been varied. Some of the studies have shown a strong positive correlation between the location of TSDF sites and minority populations, while a few have shown no significance in that relationship. The major difference between these studies has been in the areal unit used.^ This study compared the minority populations of Texas census tracts and ZIP codes containing a TSDF using the associated county as the comparison population. The hypothesis of this study was that there was no difference between using census tracts and ZIP codes to analyze the relationship of minority populations and TSDF's. The census data used was from 1990, and the initial list of TSDF sites was supplied by the Texas Natural Resource Conservation Commission. The TSDF site locations were checked using graphical information systems (GIS) programs, in order to increase the accuracy of the identity of exposed ZIP codes and census tracts. The minority populations of the exposed areal units were compared using proportional differences, crosstables, maps, and logistic regression. The dependent variable used was the exposure status of the areal units under study, including counties, census tracts, and ZIP codes. The independent variables used included minority group proportion and grouping of the proportions, educational status, household income, and home value.^ In all cases, education was significant or near significant at the.05 level. Education rather than minority proportion was therefore the most significant predictor of the exposure status of a census tract or ZIP code. ^

Volume 16, Number 2: April/May 2010

Page 2 The Vice Provost for University Libraries reflects on Google’s recent experience in China. • A new digital collection of 19th-century Spanish women’s magazines is now available to researchers. Page 3 Collector Gary Wait donates a treasure trove of juvenile literature from the 19th century to the Northeast Children’s Literature Collection at the Thomas J. Dodd Research Center. Page 4 The Map and Geographic Information Center offers a new internship program, where students earn three academic credits and work eight hours a week while developing advanced Geographic Information Systems (GIS) and digitization skills. Page 5 Associate Professor of Anthropology Kevin McBride describes his work in having an important site in the Pequot War declared an historic battlefield. Page 6 Staff members celebrate anniversaries of library service. Page 7 The Libraries’ art exhibits program is celebrated in photos.

Hazardous air pollutants and childhood lymphohematopoietic cancer in Southeast Texas, 1995--2004

Southeast Texas, including Houston, has a large presence of industrial facilities and has been documented to have poorer air quality and significantly higher cancer rates than the remainder of Texas. Given citizens’ concerns in this 4th largest city in the U.S., Mayor Bill White recently partnered with the UT School of Public Health to determine methods to evaluate the health risks of hazardous air pollutants (HAPs). Sexton et al. (2007) published a report that strongly encouraged analytic studies linking these pollutants with health outcomes. In response, we set out to complete the following aims: 1. determine the optimal exposure assessment strategy to assess the association between childhood cancer rates and increased ambient levels of benzene and 1,3-butadiene (in an ecologic setting) and 2. evaluate whether census tracts with the highest levels of benzene or 1,3-butadiene have higher incidence of childhood lymphohematopoietic cancer compared with census tracts with the lowest levels of benzene or 1,3-butadiene, using Poisson regression. The first aim was achieved by evaluating the usefulness of four data sources: geographic information systems (GIS) to identify proximity to point sources of industrial air pollution, industrial emission data from the U.S. EPA’s Toxic Release Inventory (TRI), routine monitoring data from the U.S. EPA Air Quality System (AQS) from 1999-2000 and modeled ambient air levels from the U.S. EPA’s 1999 National Air Toxic Assessment Project (NATA) ASPEN model. Further, once these four data sources were evaluated, we narrowed them down to two: the routine monitoring data from the AQS for the years 1998-2000 and the 1999 U.S. EPA NATA ASPEN modeled data. We applied kriging (spatial interpolation) methodology to the monitoring data and compared the kriged values to the ASPEN modeled data. Our results indicated poor agreement between the two methods. Relative to the U.S. EPA ASPEN modeled estimates, relying on kriging to classify census tracts into exposure groups would have caused a great deal of misclassification. To address the second aim, we additionally obtained childhood lymphohematopoietic cancer data for 1995-2004 from the Texas Cancer Registry. The U.S. EPA ASPEN modeled data were used to estimate ambient levels of benzene and 1,3-butadiene in separate Poisson regression analyses. All data were analyzed at the census tract level. We found that census tracts with the highest benzene levels had elevated rates of all leukemia (rate ratio (RR) = 1.37; 95% confidence interval (CI), 1.05-1.78). Among census tracts with the highest 1,3-butadiene levels, we observed RRs of 1.40 (95% CI, 1.07-1.81) for all leukemia. We detected no associations between benzene or 1,3-butadiene levels and childhood lymphoma incidence. This study is the first to examine this association in Harris and surrounding counties in Texas and is among the first to correlate monitored levels of HAPs with childhood lymphohematopoietic cancer incidence, evaluating several analytic methods in an effort to determine the most appropriate approach to test this association. Despite recognized weakness of ecologic analyses, our analysis suggests an association between childhood leukemia and hazardous air pollution.^

A community-based assessment of the spatiotemporal distribution of influenza in a U.S.-Mexico border county during the spring 2009 novel H1N1 swine-origin influenza A pandemic

This study retrospectively evaluated the spatial and temporal disease patterns associated with influenza-like illness (ILI), positive rapid influenza antigen detection tests (RIDT), and confirmed H1N1 S-OIV cases reported to the Cameron County Department of Health and Human Services between April 26 and May 13, 2009 using the space-time permutation scan statistic software SaTScan in conjunction with geographical information system (GIS) software ArcGIS 9.3. The rate and age-adjusted relative risk of each influenza measure was calculated and a cluster analysis was conducted to determine the geographic regions with statistically higher incidence of disease. A Poisson distribution model was developed to identify the effect that socioeconomic status, population density, and certain population attributes of a census block-group had on that area's frequency of S-OIV confirmed cases over the entire outbreak. Predominant among the spatiotemporal analyses of ILI, RIDT and S-OIV cases in Cameron County is the consistent pattern of a high concentration of cases along the southern border with Mexico. These findings in conjunction with the slight northward space-time shifts of ILI and RIDT cluster centers highlight the southern border as the primary site for public health interventions. Finally, the community-based multiple regression model revealed that three factors—percentage of the population under age 15, average household size, and the number of high school graduates over age 25—were significantly associated with laboratory-confirmed S-OIV in the Lower Rio Grande Valley. Together, these findings underscore the need for community-based surveillance, improve our understanding of the distribution of the burden of influenza within the community, and have implications for vaccination and community outreach initiatives.^

A cross-sectional analysis of the association between polycyclic aromatic hydrocarbons and diesel particulate matter exposures and hypertension among individuals of Mexican origin residing in Houston, TX

Background. Research has shown that elevations of only 10 mmHg diastolic blood pressure (BP) and 5 mmHg systolic BP are associated with substantial (as large as 50%) increases in risks for cardiovascular disease, a leading cause of death, worldwide. Epidemiological studies have found that particulate matter (PM) increases blood pressure (BP) and many biological mechanisms which may suggest that the organic matter of PM contributes to the increase in BP. To understand components of PM which may contribute to the increase in BP, this study focuses on diesel particulate matter (DPM) and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs). To our knowledge, there have been only four epidemiological studies on BP and DPM, and no epidemiological studies on BP and PAHs. ^ Objective. Our objective was to evaluate the association between prevalent hypertension and two ambient exposures: DPM and PAHs amongst the Mano a Mano cohort. ^ Methods. The Mano a Mano cohort which was established by the M.D. Anderson Cancer Center in 2001, is comprised of individuals of Mexican origin residing in Houston, TX. Using geographical information systems, we linked modeled annual estimates of PAHs and DPM at the census track level from the U.S. Environmental Protection Agency's National-Scale Air Toxics Assessment to residential addresses of cohort members. Mixed-effects logistic regression models were applied to determine associations between DPM and PAHs and hypertension while adjusting for confounders. ^ Results. Ambient levels of DPM, categorized into quartiles, were not statistically associated with hypertension and did not indicate a dose response relationship. Ambient levels of PAHs, categorized into quartiles, were not associated with hypertension, but did indicate a dose response relationship in multiple models (for example: Q2: OR = 0.98; 95% CI, 0.73–1.31, Q3: OR = 1.08; 95% CI, 0.82–1.41, Q4: OR = 1.26; 95% CI, 0.94–1.70). ^ Conclusion. This is the first assessment to analyze the relationship between ambient levels of PAHs and hypertension and it is amongst a few studies investigating the association between ambient levels of DPM and hypertension. Future analyses are warranted to explore the effects DPM and PAHs using different categorizations in order to clarify their relationships with hypertension.^

Age determinations from Bykovsky Peninsula, Siberia

A wide variety of environmental records is necessary for analysing and understanding the complex Late Quaternary dynamics of permafrost-dominated Arctic landscapes. A NE Siberian periglacial key region was studied in detail using sediment records, remote sensing data, and terrain modelling, all incorporated in a geographical information system (GIS). The study area consists of the Bykovsky Peninsula and the adjacent Khorogor Valley in the Kharaulakh Ridge situated a few kilometres southeast of the Lena Delta. In this study a comprehensive cryolithological database containing information from 176 sites was compiled. The information from these sites is based on the review of previously published borehole data, outcrop profiles, surface samples, and our own field data. These archives cover depositional records of three periods: from Pliocene to Early Pleistocene, the Late Pleistocene and the Holocene. The main sediment sequences on the Bykovsky Peninsula consist of up to 50 m thick ice-rich permafrost deposits (Ice Complex) that were accumulated during the Late Pleistocene. They were formed as a result of nival processes around extensive snowfields in the Kharaulakh Ridge, slope processes in these mountains (such as in the Khorogor Valley), and alluvial/proluvial sedimentation in a flat accumulation plain dominated by polygonal tundra in the mountain foreland (Bykovsky Peninsula). During the early to middle Holocene warming, a general landscape transformation occurred from an extensive Late Pleistocene accumulation plain to a strongly thermokarst-dominated relief dissected by numerous depressions. Thermokarst subsidence had an enormous influence on the periglacial hydrological patterns, the sediment deposition, and on the composition and distribution of habitats. Climate deterioration, lake drainage, and talik refreezing occurred during the middle to late Holocene. The investigated region was reached by the post-glacial sea level rise during the middle Holocene, triggering thermo-abrasion of ice-rich coasts and the marine inundation of thermokarst depressions.

Calidad del 'sitio' en el oasis norte, Mendoza (Argentina)

La disminución del agua destinada al uso agrícola, la salinización de los acuíferos subterráneos y el advenimiento de la tecnología de Sistemas de Información Geográfica (SIG) han posibilitado conocer la calidad de los sitios, fundamentalmente los riesgos de salinización de los suelos del oasis del río Mendoza-Argentina. El presente trabajo se fundamenta en dos estudios anteriores: uno de relevantamiento de suelos y el otro de análisis de calidad de aguas subterráneas. En el primero se efectúo la actualización del relevantamiento de suelos del río Mendoza usando SIG. El muestreo de suelos y los análisis físicos (textura) y químicos (salinidad, conductividad eléctrica) se realizaron en 1974. Los lugares de muestreo y sus atributos, graficados como cobertura de puntos, se extrapolaron a sus zonas de influencia convirtiéndolos en polígonos y posteriormente se rasterizaron. El segundo trabajo fue la digitalización y georreferenciación, también al sistema de coordenadas Universal Transverse Mercator (UTM), de los mapas de las curvas de isosalinidad. La salinidad está medida por la conductividad eléctrica específica del agua subterránea de los tres niveles de explotación que existen en la cuenca norte de Mendoza. El monitoreo se realizó en el período 1990/1991. Las isolíneas, posteriormente, fueron rasterizadas. Con los procesos de superposición y tabulación cruzada de los SIG se integraron las diversas "capas" de datos de suelos y calidades de aguas subterráneas y se generaron mapas temáticos que expresan la clasificación y localización regional de calidades del sitio, basado fundamentalmente en los riesgos de salinización de los suelos.

La cooperación internacional : el desempeño del CIFOT

El programa de cooperación entre SECYT, Universidad Nacional de Cuyo, Mendoza, Argentina, y la oficina Internacional de la DLR de Bonn/Alemania permitió la elaboración de numerosos proyectos bilaterales desde el año 1994 y por un lapso de seis años. El objetivo de este artículo es dar a conocer las actividades realizadas en dicho marco, como proyectos de cooperación científico- tecnológica, publicaciones, congresos y seminarios, talleres, intercambio de científicos, doctorados y pasantías. Por otra parte, se subraya el apoyo financiero en equipamiento, amoblamientos y becas para estudiantes, proveniente de las entidades alemanas que se destinan al CIFOT. Se concluye que el programa de cooperación internacional de CIFOT con Alemania permitió el perfeccionamiento de recursos humanos, la obtención de equipamiento para este Centro y, lo más importante, estrechar vínculos entre ambos países.

Intercambio científico tecnológico : un proyecto concretado

En el marco del Programa de Cooperación Internacional con UFZ de Leipzig-Halle, Alemania y el apoyo de SECYT, UNCuyo, el CIFOT realiza (1998) el “ Atlas Socioeconómico y Demográfico de los Departamentos del Gran Mendoza" , titulado "Atlas Social de la Ciudad de Leipzig" en Alemania. Tienen como objetivo la generación de Bancos de Datos (tecnología GIS) para el análisis estadístico de indicadores seleccionados y elaboración de Cartografía base y temática. Para su elaboración se forma un equipo de trabajo interdisciplinario que apartan al sistema diferentes visiones del mismo tema. Consta de 3 partes: introducción con características de las zonas en estudio, otra parte con incorporación de mapas y una tercera que es la traducción al inglés del texto. Ambos Atlas resultaron ser elementos de gran utilidad en la planificación territorial de un área como el Gran Mendoza, de fuerte presencia frente al Mercosur, y de Liepzig, ciudad europea en transformación desde 1990.

Un sistema de información ambiental para Mendoza

Se presenta los antecedentes y contenidos del proyecto SIA, Sistema de Información Ambiental para Mendoza fue realizado por CIFOT para el Ministerio de Medio Ambiente, Urbanismo y Vivienda del Gobierno de la Provincia en 1993. Mediante convenio, se provee de información sistematizada y cartografía actualizada, debidamente georeferenciada y fácilmente disponible para tomar decisiones territoriales que mejoren la calidad de vida de los mendocinos. La década de 1990 es una etapa de reflexión sobre las acciones emprendidas, los efectos adversos y las correcciones necesarias para alcanzar el desarrollo sostenible, como se comienza a imponer en América Latina luego de la declaración de Río. El gobernador de Mendoza en 1992, Dr. Arturo Lafalla, ve la necesidad de contar con información precisa, accesible en tiempo y forma, para disminuir la incertidumbre del que debe decidir. El tipo de información que se incluye está relacionada con los recursos del medio natural, la población, equipamiento e infraestructura, así como los Usos del suelo resultantes.

El CIFOT como apoyo a la gestión gubernamental : inconveniente para la inversión minera

La falta de información sistematizada sobre reservas mineras causa desinterés de los capitales extranjeros, que demandan un conocimiento preciso sobre localización de yacimientos y un catastro saneado (con los títulos de propiedad correctos). En este artículo se presenta la experiencia del CIFOT en el trabajo solicitado a tales fines por la Dirección de Minería, denominado Situación de la Información Minera- Provincia de Mendoza, 1993" El objetivo principal fue evaluar la información disponible en la Dirección, procesarla, graficarla y generar cartografía temática a partir del uso de GIS, para ser presentada por las autoridades gubernamentales en Denver, USA, ante diversos inversores del sector. Se logra evidenciar la representatividad de la minería en Mendoza, por departamentos, la distribución de los yacimientos mineros, el estado de cada uno y la infraestructura vial de acceso. Esto permite a la Dirección de Minería implementar un sistema unificado de información minera, tarea que a posteriori es completada por el programa nacional PASMA.

La planificación ambiental estratégica en los instrumentos de ordenamiento territorial. Caso de estudio: el Plan Regulador Intercomunal del Alto Aconcagua (PRIAA), provincias de San Felipe y Los Andes, V Región, Valparaíso, Chile

El artículo presenta la aplicación de un modelo de Planificación Ambiental Estratégica al diseño de un Plan de Ordenamiento Territorial en la zona de estudio, cuyo territorio se caracteriza por poseer un significativo patrimonio ambiental en términos de recursos naturales, paisaje, historia, etc. Junto a lo anterior, muestra un fuerte dinamismo económico por su localización en relación a la Macrozona Central de Chile, el Mercosur y el futuro corredor bioceánico. El objetivo fue diseñar una metodología que permitiera incorporar la dimensión ambiental en cada en cada una de las etapas características de elaboración de un Plan Regulador. El estudio ambiental se baso en tres etapas: diagnóstico ambiental, evaluación ambiental de alternativas y definición del proyecto, para lo cual se desarrollaron metodologías especificas apoyadas en sistemas de información geográfica (SIG) y modelos de simulación. La aplicación del modelo de planificación ambiental estratégica permitió obtener un Plan territorial con zonas y ordenanzas que protejan el patrimonio ambiental existente y aminore los impactos ambientales negativos de futuras actividades que se instalen en un territorio.

Modelo de indicadores ambientales : observatorio ambiental

Los indicadores ambientales son una herramienta para efectuar el monitoreo de la biodiversidad a través de la recolección sistemática de datos obtenidos mediante mediciones u observaciones en series de tiempo y espacio. Se entiende por indicador ambiental a una variable o suma de variables que proporciona una información sintética sobre un fenómeno ambiental complejo que permite conocer y evaluar el estado y variación de la calidad ambiental. Para la caracterización y detección de indicadores ambientales del litoral de Río Negro se identifican y jerarquizan los conflictos o problemáticas del ambiente, a partir de lo cual se seleccionan las principales variables que componen el sistema de indicadores y por último, se recopilan los niveles de información existentes y los que requieren ser relevados e incorporados a bases de datos relacionales. Los requisitos que deben tener los indicadores seleccio nados son: ser medibles (cuali y cuantitativamente), compresibles, fáciles de usar e interrelacionar, tener dimensión espacial y temporal, ser objetivos sensibles a los cambios y permitir el diagnóstico y pronóstico en función de la detección de situaciones de alerta ambiental. Se realiza una aproximación a la selección de variables e indicadores con el fin de definir el modelo de datos y categorías de agrupamiento. El sistema de indicadores generados se agrupa en función de la disponibilidad de datos existentes y la posibilidad de recopilación para un correcto funcionamiento del prototipo del Observatorio. El modelo adoptado incorpora 3 subsistemas (ambiental, social y económico) interrelacionando con 3 nodos institucionales (que proveen y/o precisan estos datos para la toma de decisiones). Cada indicador se describe en una ficha metodológica, cuyo diseño es normalizado para un correcto funcionamiento del Observatorio. La implementación del modelo de indicadores exige contar con una infraestructura que permita la aplicación de mediciones, observaciones y registros y contar además, con personal idóneo para una correcta manipulación y análisis.

Modelos digitales de elevación generados por captura directa e indirecta de datos fuente : evaluación de su calidad

La información básica sobre el relieve de una cuenca hidrográfica, mediante metodologías analítico-descriptivas, permite a quienes evalúan proyectos relacionados con el uso de los recursos naturales, tales como el manejo integrado de cuencas, estudios sobre impacto ambiental, degradación de suelos, deforestación, conservación de los recursos hídricos, entre otros, contar para su análisis con los parámetros físicos necesarios. Estos procesos mencionados tienen un fuerte componente espacial y el empleo de Sistemas de Información Geográfica (SIG) son de suma utilidad, siendo los Modelos Digitales de Elevación (DEM) y sus derivados un componente relevante de esta base de datos. Los productos derivados de estos modelos, como pendiente, orientación o curvatura, resultarán tan precisos como el DEM usado para derivarlos. Por otra parte, es fundamental maximizar la habilidad del modelo para representar las variaciones del terreno; para ello se debe seleccionar una adecuada resolución (grilla) de acuerdo con los datos disponibles para su generación. En este trabajo se evalúa la calidad altimétrica de seis DEMs generados a partir de dos sistemas diferentes de captura de datos fuente y de distintas resoluciones de grilla. Para determinar la exactitud de los DEMs habitualmente se utiliza un grupo de puntos de control considerados como "verdad de campo" que se comparan con los generados por el modelo en la misma posición geográfica. El área seleccionada para realizar el estudio está ubicada en la localidad de Arrecifes, provincia de Buenos Aires (Argentina) y tiene una superficie de aproximadamente 120 ha. Los resultados obtenidos para los dos algoritmos y para los tres tamaños de grilla analizados presentaron los siguientes resultados: el algoritmo DEM from contourn, un RMSE (Root Mean Squared Error) de ± 0,11 m (para grilla de 1 m), ± 0,11 m (para grilla de 5 m) y de ± 0,15 m (para grilla de 10 m). Para el algoritmo DEM from vector/points, un RMSE de ± 0,09 m (para grilla de 1 m), ± 0,11 m (para grilla de 5 m) y de ± 0,11 m (para grilla de 10 m). Los resultados permiten concluir que el DEM generado a partir de puntos acotados del terreno como datos fuente y con el menor tamaño de grilla es el único que satisface los valores enumerados en la bibliografía, tanto nacional como internacional, lo que lo hace apto para proyectos relacionados con recursos naturales a nivel de ecotopo (predial). El resto de los DEMs generados presentan un RMSE que permite asegurar su aptitud para la evaluación de proyectos relacionados con el uso de los recursos naturales a nivel de unidad de paisaje (conjunto de ecotopos).