很好的一個(gè)模版

GIS與流行病學(xué)

學(xué)術(shù)匯報(bào)2023/10/161空間流行病學(xué)的定義空間流行病學(xué)——流行病學(xué)的一個(gè)分支，是一門描述、定量和解釋疾病在地理上分布變化的學(xué)科，特別是針對(duì)小面積范圍內(nèi)環(huán)境暴露中疾病分布的變化。

2023/10/162涉及學(xué)科領(lǐng)域

涉及到流行病學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、地理學(xué)、人口統(tǒng)計(jì)學(xué)和環(huán)境衛(wèi)生學(xué)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域，

主要研究?jī)?nèi)容疾病地圖、地理相關(guān)研究、聚集性檢測(cè)與疾病的聚集性等。2023/10/163。隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)軟硬件(如地理信息系統(tǒng)，GIS)、遙感技術(shù)(RS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)和統(tǒng)計(jì)學(xué)方法(如貝葉斯模型的MCMC技術(shù))的開展，以及近年來(lái)公眾、政府和媒體對(duì)環(huán)境與健康問(wèn)題的普遍關(guān)注，極大地促進(jìn)了空間流行病學(xué)的開展與應(yīng)用2023/10/164背景介紹

流行病學(xué)是研究人群中疾病與健康狀況的分布及其影響因素，并研究防治疾病及促進(jìn)健康的策略和措施的科學(xué)，而分布主要是研究人群、時(shí)間和空間的分布，通過(guò)分布研究以確定高危人群和高發(fā)地區(qū)，以及相關(guān)的危險(xiǎn)因素。

2023/10/165地理信息系統(tǒng)〔GIS〕地理信息系統(tǒng)(GeographicInformationSystems，GIS)概念由加拿大測(cè)量學(xué)家R.P.Tomlinson于1963年首次提出，并在加拿大建立了世界上第一個(gè)地理信息系統(tǒng)。隨后，加拿大、美國(guó)、瑞典、日本、德國(guó)等國(guó)相繼建立了許多GIS實(shí)驗(yàn)室，開發(fā)了ARC/NFO、TIGRLS、ERDAS等優(yōu)秀軟件。進(jìn)入20世紀(jì)90年代GIS已被廣泛用于各個(gè)領(lǐng)域，例如土地利用、資源管理、環(huán)境監(jiān)測(cè)、交通運(yùn)輸、城市規(guī)劃、應(yīng)急救援、市場(chǎng)分析、經(jīng)濟(jì)建設(shè)、重大自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)與評(píng)估、農(nóng)作物大面積估產(chǎn)、建立生態(tài)模型等。

在醫(yī)學(xué)方面，GIS廣泛應(yīng)用于流行病預(yù)防控制、疾病監(jiān)測(cè)、衛(wèi)生資源配置、衛(wèi)生效勞研究、衛(wèi)生教育、社區(qū)衛(wèi)生評(píng)價(jià)等多個(gè)方面。2023/10/166GIS的組成及功能GIS是以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為根底，由計(jì)算機(jī)硬件、軟件、數(shù)據(jù)和用戶四大要素組成，

能對(duì)空間相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和分析是GIS的重要標(biāo)志，并以其混合的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和獨(dú)特的地理空間分析功能，提供良好的、交互式的制圖環(huán)境，設(shè)計(jì)和制作不同類型的專題地圖。2023/10/169GIS的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)

GIS中的數(shù)據(jù)可分為空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)。

空間數(shù)據(jù)描述的是地理空間實(shí)體的位置、大小、形狀、方向等幾何特征，以及與相鄰物體的拓?fù)潢P(guān)系，由點(diǎn)、線、面組成，如地圖、工程圖、規(guī)劃圖、航空與遙感影像等。如面可以表示行政區(qū)劃、土壤利用圖、媒介孳生地等；線可以表示河流、道路或管網(wǎng)等；點(diǎn)可以代表居民定居點(diǎn)、消防栓、水井、醫(yī)院、單個(gè)病例等。

2023/10/1610屬性數(shù)據(jù)是定義空間數(shù)據(jù)或特征所表示的內(nèi)容，描述該空間現(xiàn)象的其他特征，如地形地貌、溫濕度、降雨量、土壤類型、動(dòng)植物種類及其密度、發(fā)病率、媒介密度、人口數(shù)、醫(yī)院等級(jí)等。2023/10/1611GIS的功能①數(shù)據(jù)采集：通過(guò)現(xiàn)成的數(shù)字化數(shù)據(jù)、人工編碼、數(shù)字化和掃描等方式采集。②數(shù)據(jù)整理：核對(duì)、糾正和編輯數(shù)據(jù)，去掉轉(zhuǎn)換中的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)。③數(shù)據(jù)融合：通過(guò)一系列的操作將數(shù)據(jù)換成一致的地理信息結(jié)構(gòu)。2023/10/1612④數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：將數(shù)據(jù)以恰當(dāng)?shù)男问酱鎯?chǔ)于數(shù)據(jù)庫(kù)中，以方便查詢和分析。⑤空間與統(tǒng)計(jì)分析：進(jìn)行數(shù)據(jù)的地理操作和轉(zhuǎn)換以及統(tǒng)計(jì)分析，包括空間檢索，空間拓?fù)浏B加分析和空間模擬分析，單層或多層分析等。⑥結(jié)果展示：將結(jié)果數(shù)據(jù)或圖形以多種形式輸出，如表格、地圖等，特別是數(shù)據(jù)可以以地圖為背景，在相應(yīng)位置或區(qū)域用多種方式展示

2023/10/1613GIS中的空間分析由于很多疾病均與空間位置有關(guān)，伴隨著空間分析理論與技術(shù)的逐漸成熟，流行病學(xué)的空間分布研究越來(lái)越多，在流行病學(xué)的研究中正發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，正成為公共衛(wèi)生和流行病學(xué)新的研究工具。

以下以血吸蟲病為例介紹空間分析的應(yīng)用2023/10/1614空間分析是地學(xué)領(lǐng)域的重要概念，是地理信息系統(tǒng)(GIS)的一個(gè)專門術(shù)語(yǔ)，用定量的過(guò)程與技術(shù)分析地圖上或由地理坐標(biāo)定義的二維或三維空間上的點(diǎn)、線和面的結(jié)構(gòu)模式。2023/10/1615

早在1854年英國(guó)倫敦霍亂流行時(shí)，現(xiàn)代流行病學(xué)的奠基人之一JohnSnow博士便通過(guò)在繪有霍亂流行地區(qū)的所有道路、房屋、飲用水機(jī)井等內(nèi)容的1︰6500比例尺的城區(qū)地圖上，標(biāo)出了每個(gè)霍亂病死者的居住位置，從而得到了霍亂病死者居住位置分布圖，并對(duì)患者的居住地與飲用水井之間的關(guān)系進(jìn)行簡(jiǎn)單的空間分析找到了霍亂病的根源，2023/10/1616疾病的可視化分析、可視化分析是指在空間分析中將圖形信息與屬性信息直接匹配而成，可視化分析是以空間結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)為根底，利用GIS的地圖創(chuàng)立功能，制作專題地圖，用于可視化的描述疾病或媒介的空間分布確定疾病的高發(fā)地區(qū)及疾病的動(dòng)態(tài)變化，為疾病危險(xiǎn)因素的探討及防治措施的制訂提供依據(jù)。2023/10/1617探索性空間數(shù)據(jù)分析探索性空間數(shù)據(jù)分析是指利用統(tǒng)計(jì)學(xué)原理和圖形圖表相結(jié)合的方法對(duì)空間數(shù)據(jù)包含信息的性質(zhì)進(jìn)行分析、鑒別，用以引導(dǎo)確定性模型的結(jié)構(gòu)和解法，注重于研究數(shù)據(jù)的空間依賴性與空間異質(zhì)性，即探索空間分布，揭示空間聯(lián)系的結(jié)構(gòu)，給出空間異質(zhì)的不同形式

2023/10/1618探索性空間數(shù)據(jù)分析方法1.分類分析Cline在1970年首次提出了遙感圖像能夠提供豐富的環(huán)境變量信息，以血吸蟲病為例，遙感圖像不僅能夠提供大量的與血吸蟲病有關(guān)的環(huán)境變量信息，而且應(yīng)用遙感信息繪制疾病中間宿主孳生地的分布比地面調(diào)查價(jià)廉且準(zhǔn)確。2023/10/16192.疊置分析疊置分析是一種信息復(fù)合技術(shù)，它以疊置運(yùn)算為根底對(duì)多種空間信息進(jìn)行綜合分析，以幫助用戶判斷信息間相互關(guān)系，從中獲取更豐富的信息2023/10/16203.緩沖區(qū)分析

緩沖區(qū)分析是基于對(duì)點(diǎn)、線、面等因素，按照指定的條件在其周圍建立一定空間區(qū)域作為分析對(duì)象，對(duì)該區(qū)域進(jìn)行相關(guān)分析，

如：根據(jù)高速公路噪聲的影響范圍，可使用緩沖區(qū)分析方法建立一緩沖區(qū)，在該區(qū)域內(nèi)不準(zhǔn)建立居民區(qū)以保正居民的健康。2023/10/16214.判別分析1984年，Cross等從氣象資料和衛(wèi)星遙感資料中共得到29個(gè)變量通過(guò)逐步判別分析來(lái)預(yù)測(cè)菲律賓血吸蟲病的流行區(qū)，并根據(jù)地理變量和預(yù)測(cè)的某地疾病的發(fā)生概率繪制了疾病風(fēng)險(xiǎn)圖，認(rèn)為其結(jié)果可信并可推廣到菲律賓的其他地區(qū)。2023/10/16225.主成分分析主成分分析是克服變量間相關(guān)性的一種方法，通常是與其他的空間分析技術(shù)結(jié)合進(jìn)行分析，很少單獨(dú)應(yīng)用。2023/10/16236.空間自相關(guān)分析周毅等1999年在四川省大山區(qū)血吸蟲病的研究中發(fā)現(xiàn)陽(yáng)性釘螺棲息點(diǎn)的整體分布呈現(xiàn)出正空間自相關(guān)，人群患病率和釘螺感染率存在顯著的空間聯(lián)系，而釘螺密度、疫水接觸程度、年齡、職業(yè)那么無(wú)明顯的空間聯(lián)系，認(rèn)為居住地是控制血吸蟲病傳播的靶點(diǎn)2023/10/1624

GIS在公共衛(wèi)生及流行病學(xué)中的應(yīng)用

GIS可以為流行病學(xué)研究中空間數(shù)據(jù)的管理、分析提供有效的工具，

它能夠考慮特定位置中影響疾病分布的各種因素，如地理因素(地形、地貌)、土壤因素、氣象因素和人文因素(人口密度、經(jīng)濟(jì)狀況等)及其與不同區(qū)域疾病分布和變化的關(guān)系，探索疾病的影響因子。2023/10/1625用于疾病監(jiān)測(cè)領(lǐng)域

展示疾病的時(shí)空分布，確定疾病的高發(fā)地區(qū)、高危人群，探索疾病的病因或危險(xiǎn)因素。

易彬樘等探索登革熱流行和媒介伊蚊種群的空間分布特征，指出地理信息系統(tǒng)用于登革熱媒介監(jiān)測(cè)分析是可行的，并具有常規(guī)研究方法不可替代的作用。

Kaminska等研究地理信息系統(tǒng)用于監(jiān)測(cè)和分析農(nóng)藥污染及其對(duì)公共衛(wèi)生的影響。2023/10/1626疾病流行趨勢(shì)預(yù)測(cè)

用于預(yù)測(cè)疾病發(fā)生的趨勢(shì)，預(yù)測(cè)疾病的流行強(qiáng)度，預(yù)測(cè)疫區(qū)特征，預(yù)測(cè)疾病或媒介的空間分布特征以及預(yù)測(cè)衛(wèi)生事件的空間分布等。

周曉農(nóng)等應(yīng)用GIS預(yù)測(cè)模型來(lái)預(yù)測(cè)不同血吸蟲病流行程度的可能性和正確性，對(duì)18個(gè)氣象觀察點(diǎn)的資料分析結(jié)果顯示，所有血吸蟲流行區(qū)的觀察點(diǎn)傳播指數(shù)值均在900以上。空間分析所得的血吸蟲傳播區(qū)域分布圖與江蘇省血吸蟲病流行區(qū)相吻合，可劃分出不同區(qū)域的流行強(qiáng)度，AVHRR衛(wèi)星片圖疊加分析后，得出不同區(qū)域和不同季節(jié)的流行強(qiáng)度預(yù)測(cè)圖，預(yù)測(cè)總正確率為88189%。2023/10/1627衛(wèi)生效勞、衛(wèi)生管理和決策支持地理信息系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用允許公共衛(wèi)生從業(yè)者去探索衛(wèi)生差距、分析疾病爆發(fā)以及按優(yōu)先次序應(yīng)用有限的資源改善人類健康。GIS已經(jīng)用在許多研究中去估計(jì)一個(gè)新診所、醫(yī)院或GPsurgery〔全科醫(yī)生診所〕的最正確位置，考慮到己有的設(shè)施、交通運(yùn)輸供給、每小時(shí)交通流量變化以及人口密度，使病人到新診所、醫(yī)院或GPsurgery的距離最小。2023/10/1628應(yīng)對(duì)突發(fā)衛(wèi)生事件加強(qiáng)突發(fā)事件準(zhǔn)備、反響、復(fù)原的信息很多本身具有地理空間特征。在美國(guó)新澤西州發(fā)生炭疽生物恐怖事件時(shí)，有關(guān)人員應(yīng)用GIS去支持現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，在這次調(diào)查中GIS的主要應(yīng)用是建立相對(duì)詳細(xì)的工作草圖、定位環(huán)境樣本、向調(diào)查提供空間分析和可視化支持2023/10/1629公共衛(wèi)生教育

GIS產(chǎn)生的圖形和圖像作為傳播衛(wèi)生知識(shí)并與公眾溝通的媒介，可以在公共衛(wèi)生教育中發(fā)揮作用。通過(guò)把有關(guān)疾病的GIS地圖和圖像放在公共場(chǎng)所、作為網(wǎng)絡(luò)資源共享并及時(shí)更新，這將有助于公眾參與社區(qū)衛(wèi)生規(guī)劃，有助于人們認(rèn)識(shí)其所處的環(huán)境和疾病的演變，從而起到衛(wèi)生教育作用。2023/10/1630環(huán)境影響評(píng)價(jià)環(huán)境流行病學(xué)的結(jié)合，生態(tài)環(huán)境的監(jiān)測(cè)如吉林黑龍江的松花江污染事件調(diào)查等2023/10/1631GIS在疾病研究中的應(yīng)用實(shí)例

Glass等利用GIS對(duì)美國(guó)馬里蘭州Baltimore萊姆病進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，50多項(xiàng)環(huán)境因素(包括地貌、高程、土壤類型、森林分布、分界線等)中，有11個(gè)因素與萊姆病有關(guān)，其中居住地距離森林越近危險(xiǎn)性越大，而與公園、河溪的距離無(wú)關(guān)，適合針葉松的土壤或不適合草本植物的土壤可增加其危險(xiǎn)性。

結(jié)合logistic回歸分析模型，可以確定哪些地區(qū)最易發(fā)生萊。其后回憶1991年萊姆病病例與對(duì)照組的地理分布情況證實(shí)了該風(fēng)險(xiǎn)模型預(yù)測(cè)結(jié)果的有效性。2023/10/1632溫度和雨量是影響瘧疾流行的兩個(gè)重要自然因素。1992年以色列Kitron等以GIS為根底建立了全國(guó)瘧疾計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中包括按蚊繁殖點(diǎn)、人群聚居點(diǎn)等與瘧疾發(fā)生有關(guān)的流行病學(xué)資料。該系統(tǒng)可以計(jì)算各居民點(diǎn)與按蚊繁殖地之間的距離，根據(jù)各種按蚊的媒介效能和活動(dòng)范圍評(píng)