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在预防医学中地理信息系统起到的作用
时间:2011-01-23 浏览次数:1044次 无忧论文网
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地理信息系统(geograpic information system, GIS)是近年来迅速发展的融地理学、几何学、计算机学及各种应用对象为一体的新兴边缘学科,实现对空间数据的采集、管理、分析和显示功能,其最大特点是能将自然过程和人类社会活动的各种信息与空间位置、空间分布和空间关系通过数字化有机地结合在一起。由于人类的一切活动几乎都发生在地球家园这个空间环境中,GIS为描述、分析和预测这些活动及其效应提供了最有力的工具[1]。医学论文代写网http://www.51lunwen.net/medicalscience/因此,GIS在各个领域的开发应用得到迅猛发展,并已逐渐应用于卫行管理决策和疾病监测中。

1 GIS概况

1. 1 GIS的发展 GIS采用地理模型分析方法,适时提供多种空间和动态的地理信息,为研究和决策服务而建立起来的计算机系统。也可简单定义为用于采集、存储、处理、分析和显示空间数据的计算机系统。GIS萌芽于20世纪60年代,为处理大量的土地和环境数据,加拿大的Roger F. TomlinsonDuane F.Marble在不同的地方、从不同的角度提出了GIS。GIS的产生,不仅为空间数据分析和制图带来了革命,也超越了任何一个学科的范围,将空间概念引入到一个新的研究领域,加深了人们对有关空间问题的分析和理解。随着计算机性能和网络技术的不断提高,加速了GIS的发展,并被广泛地应用于土地利用、资源管理、环境监测、交通运输、城市规划、应急救援、疾病分布、市场分析、经济建设以及政府的各个职能部门。我国GIS起步较晚, 70年代首先在测绘部门实验并发展,后推广到农、林、地质部门。1987年国家计委和中科院建立的资源与环境信息系统国家重点实验通过国家验收,是我国GIS技术应用和研究起点的标志[2]。经过30年的发展,我国已初步建立国土基础信息系统、全国资源和环境信息系统、土地保持信息系统等。卫生系统GIS主要应用于血吸虫病、疟疾等寄生虫病的防治研究中。1. 2 地理信息系统的组成及功能 GIS是以计算机系统为基础、由计算机硬件、软件、数据和用户四大要素组成,其功能涵盖了浸透据采集、管理、分析和决策的全部过程,包括:数据采集、数据操作、存储和组织、分析、显示。

2 疾病监测系统在疾病监测中的应用

在流行病学研究中,疾病监测不仅可以掌握或预测一定时期内疾病的人群和进理分布特征。确定高危人群、高发地区以及相关的危险因素,还可以监测、评价和完善疾病预防和控制规划。在疾病监测中,不管是主动监测还是被动监测,常缺乏有关疾病的地理空间信息,这就难以有效反映疾病的地理空间分布特征和空间关系。而地理信系统是连接空间数据、确定疾病地理分布特征的有效方法,其功能涵盖了疾病监测的全过程,实现对空间数据的采集、编辑、管理、分析和评价等。虽然当前GIS的应用还未深入到所有疾病的监测中,但GIS的空间数据系统、空间分析功能、可视化地图及图形技术在疾病监测中已显示出广阔的应用前景。2. 1 疾病监测GIS数据库管理系统2. 1. 1 数据库是GIS的核心,同时也是疾病监测系统收集、管理、分析和评价监测信息的基础。借助GIS强大的数据采集、输入和数据库管理系统,可容易和快速地收集、输入疾病监测的地理空间数据,特别是GIS与RS和GPS的技术结合,为疾病监测数据的收集和管理提供了现代化手段。疾病监测GIS数据库的建立不仅扩展了疾病监测信息资源,且使一些难以获取的有关地理信息变得快速和容易,提高了疾病监测系统收集、分析、评价和及时分发、反馈信息的能力[3]。因此,采用先进的GIS技术,科学收集、管理疾病监测数据,不仅为流行病学研究疾病的空间分布特征及变化趋势,探索潜在的危险因素,为进一步建立空间分布特征及变化趋势,探索潜在的危险因素,为进一步建立空间分析模型和防治决策提供依据。世界卫生组织及一些发达国家建立了一些用于疾病的空间分布用于疾病监测与控制的研究项目; 20世纪90年代初,欧美一些国家利用先进的空间技术,结合遥感测绘资料,相继在非洲建立了监测和控制锥体病等虫媒病的GIS项目,已取得一定成果,并在此基础上继续开展了疟疾和盘尾丝虫病的长期监测。GIS具有强大的空间分析功能,在疾病监测和流行病学研究中常被用作分析工具,可进行空间信息量算、空间信息分类、空间信息叠合、网络分析、邻域分析、连接、空间信息统计分析等多种空间分析。2. 1. 2 空间数据探索性分析:使用统计图表和图形分析方法,GIS可以对多层次数据形式的地图进行计算机分析,如媒介分布、疾病流行率的分布;应用GIS的空间信息量算,可以很方便地计算任意一个或多个地区的面积、两点间的距离,从而分析该地区的人口密度、病原体的传播范围;利用空间查询功能,可以确定高危人群、高危地区,寻找暴露区域。空间数据探索性分析是各种空间分析和图形显示的基础,为进一步进行空间信息复合、空间查询和数学建模等提供数据保障;一旦建立起空间分析模型,就可以提供一个动态、定量、可视化的空间分析系统,用来开展和评价疾病防治计划。2. 1. 3 缓冲区分析:缓冲区分析是用来限定专题要素的空间范围。疾病暴发流行时,利用缓冲区功能可划定隔离区域,确定隔离的人口等。Malone等在所建立的血吸虫病GIS中,应用缓冲分析方法宏观区划出了地下水的分布与流行和回归树法,在血吸虫病防治规划中建立GIS,确定血吸虫病传播的地理、社会和生物因素,为制定血吸虫病传播的地理、社会和生物因素,为制定血吸虫病的调查和防治策提供依据。2. 1. 4 叠加分析:叠加分析是把同一地区、同一比例尺的两种以上专题要素进行叠加,获得复合图,适于以宏观决策为目的专题区域划分。如利用地形、植被、土壤以及气象数据可以帮助描述、分析和预测虫媒传染病的地理分布[4]。Scholten和Lepper研究了AIDS的空间分布,认为AIDS的空间分布模型有助于健康教育和其防治计划的制定;郑英杰等在血吸虫病分布的地理数据库,通过GIS血吸虫病分布的地理数据库,通过GIS的图层叠加功能直观显示了螺情和病情的一致性,提出了针对湖区血吸虫病预防和控制的策略。

3 GIS应用与发展

流行病学研究中应用地图和空间分析具有非常悠久的历史。应用地图或图形显示信息可以为流行病学家提供基础信息,产生假设并评价模型的拟合及预测能力[5]。GIS最常使用的是其地图创建功能,但绝非仅仅是一个地图工具,它是一个将疾病发生率、健康服务、地理特征和环境因素等有关地理信息结合在一起的分析系统。特别近年来GIS虚拟现实技术的应用和发展,为研究疾病的空间分布规律提供了准确、直观的可视化显示。随着GIS在流行病及公共卫生研究中的应用,为统计学方法在流行病学中的应用带来了挑战和发展的机遇,如何深入都将成为当前研究的热点问题。随着当前人们对环境、疾病、和健康关系认识的提高,对空间相关信息的认识也不断提高。在研究疾病和环境因素空间关系时,越来越多地需要建立适当的模型来反映疾病的空间分布规律及其影响因素。统计学必然成为GIS和流行病学研究之间的桥梁[6]。GIS已经具备了强大的空间分析能力。近年来,在流行病学及公共卫生研究中,GIS作为一种新生的和重要的空间数据分析工具,已被有效应用于传染病、恶性肿瘤、环境卫生、AIDS的监测与控制。GIS在疾病和卫生领域的研究应用,不仅为GIS涉及多学科研究提供了全新的焦点,同时也为流行病学研究提供了全新的研究方法和手段。目前GIS在流行病学研究中多被用平评价危险因素、提供研究线索、制定卫生规划、评价干预措施等。

参考文献
1 边馥芩主编.地理信息系统原理和方法.第1版.北京:科学出版社,1995.
2 韩光红,张习坦.地理信息系统及其在流行病学中的应用.中华流行病学杂志, 2001, 22: 65-67.
3 徐德忠,张治英.地理信息系统及流行病学中的应用.中国公共卫生, 2004, 20: 1022-1024.
4 武法东,付宗堂,王小牛主编.地理信息系统基本原理.第2版.北京:科学出版社, 2001.
5医学论文代写网http://www.51lunwen.net/medicalscience/ 姚娜主编.GIS与MapBasic学习教程.北京:科学出版社, 2001.
6 周方孝,高崇华,刘振才.“3S”技术在疾病控制中的应用研究进展.中国地方病防治杂志, 2002, 17: 145-149.

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