地理信息系統在公共衛生中的應用

董涵

摘要

地理信息系統是用于采集、存儲、查詢、分析和顯示地理空間數據，為空間地理研究活動和地理決策服務的計算機技術系統。近年來，在開放數據的背景下，通過地理信息技術的應用與產業推廣，結合大量醫療衛生信息，地理信息系統被廣泛地應用于公共衛生領域中。

【關鍵詞】地理信息系統 公共衛生 應用現狀與前景

1 引言

地理信息系統（geographic information system，GIS）是以地理空間數據庫為基礎，在計算機硬件與軟件的支持下，對地理空間數據進行采集、儲存、管理、運算、分析、模擬和顯示，并采用地理模型分析方法，適時提供多種動態的空間地理信息，為空間地理研究活動和地理決策而建立起來的計算機技術系統。近年來，在開放數據的背景下，地理信息系統在各個領域的開發應用都得到了迅猛發展，地理信息產業發展的大數據時代已經來臨。通過對地理信息技術應用與產業推廣，結合大量醫療衛生信息，將其有效地應用于流行病學及公共衛生研究中。地理信息系統在公共衛生領域的研究應用，不僅為其研究與二次開發提供了新的思路與方向，同時也為公共衛生的研究提供了全新的研究方法和手段。

2 運用背景

自2003年非典爆發后，國家出臺了《全國衛生信息化發展規劃綱要2003-2010》，衛生部出臺了《突發公共衛生應急事件信息系統建設指南》。北京、合肥、杭州等地建立起了一些基于地理信息系統的應急信息系統或決策支持系統，面對公共衛生突發應急事件時，能夠快速且有效地進行處理與解決，改變了傳統疾病防治管理模式，提高了事件發生時決策領導層的指揮效率和日常工作人員的管理水平，真正實現我國公共衛生領域信息化發展、智能化管理，提高了工作效率，凸顯了決策的時效性。

但在實際應用中，地理信息系統在公共衛生領域中的應用也暴露出了很多的問題，數據共享尚未建立起一個完善的平臺，信息收集方面存在較大的阻礙，且地理信息系統在我國仍處于發展階段，互操作性能力差。簡而言之，公共衛生地理信息指揮控制系統在我國仍然處于一個較低水平的階段，在未來還有很多可以發展的空間。

3 運用原理

地理信息系統通過在信息技術中加入空間地理信息，將可視化的地圖和空間地理分析技術結合起來，提供了地圖與數據之間的接口，對在地理空間上存在的事物與發生的事件進行分析并成圖顯示，直觀形象，使得決策者能夠快速、高效地獲得與處理各種現有信息。

地理信息系統主要由四部分組成，即計算機硬件系統、計算機軟件系統、地理空間數據和系統開發管理使用人員。在建立一個實用的地理信息系統過程中，從數據準備到系統完成，內部必須經過各種數據轉換，每個轉換都有可能改變原有的信息。地理信息系統的功能主要是完成流程中不同階段的數據轉換工作，其主要功能包括數據采集與輸入、數據編輯與更新、數據存儲與管理、空間分析與統計分析、制圖顯示。

4 地理信息系統在公共衛生領域的應用

4.1 衛生監督管理

衛生管理機構承擔著依法監督管理社會公共衛生秩序、醫療服務活動的職責，需要對搜集的數據進行分析、處理以確保判斷與決策的時效性與正確性，利用智能化的技術手段可較大程度地提高工作效率。通過電子地圖展示衛生監督管理范圍內的空間地理數據，摒棄了傳統方法的繁瑣與復雜，實現可視化效果，直觀明了。將地理信息與網絡技術結合起來，能夠通過信息化手段隨時隨地對空間地理數據進行訪問，方便有關部門工作人員審查與統計所發生的業務信息。

2004年雅典奧運會，地理信息系統被公共衛生部門用來實施環境衛生的檢測，并且取得了良好的效果。我國杭州市公共衛生地理信息指揮控制系統，在杭州市公共衛生的監督管理上發揮了很好的效果，改變了傳統的疾病防治管理模式，提高了工作的效率，真正實現了智能化衛生監督管理。

4.2 應對公共衛生突發性事件

2003年，在我國及世界范圍內爆發了傳染性非典型性肺炎（SARS），其傳播速度之快、危害面之廣，令所有人措手不及。在面對此危害性極強的公共衛生突發性事件，政府和有關疾病控制部門快速建立了應用于SARS疫情監測的地理信息系統，并且產生了較為良好的效果。

由于地理信息系統會預先將當地的地形地貌、河流位置與流向、氣候條件、人口與工廠分布狀況、交通情況等錄入系統中，這些信息在公共衛生突發性事件發生后，可以及時高效地幫助有關主管機構完成疫情發源地定位、疫情程度分析，顯示各類衛生機構與重點單位基本狀況分布圖，輔助疫情控制機構繪制疫情危害程度圖，從而選擇最優調度路線、完成人員與物資的規劃安排。在緊急的時間要求下，將有限的資源配置在最合適的位置，最大程度地提高工作效率、盡可能地降低疫情危險程度。

4.3 流行病傳染病研究

在19世紀中期倫敦霍亂病爆發時期，一位英國內科醫生John Snow通過統計英國倫敦

西敏市蘇活區患者的位置，繪制出了英國倫敦西敏市蘇活區霍亂病發生的空間分布圖，從而發現了引發疾病的根源——水源。

近年來印度瘧疾感染人數逐年增多，尤其是在印度中央邦，但由于此處森林密布、基礎設施完備程度較低，難以設立完善的監測管理機構，監控力度薄弱，且缺乏有效的空間地理數據，無法對該疾病制定有效的防控措施。為了解決這一難題，印度學者Srivastava利用地理信息系統對印度的瘧疾高發聚集區進行分析，在48個區域共313個街區里，利用信息化與技術化的手段，最終確定在25個區域里的58個街區是瘧疾高發地區。只要有合適的傳播條件，瘧疾就會在這些高發地區爆發。根據這一研究結果，Srivastava向政府有關部門建議加強這些地區的監控與管理，采取相應有效的疾病防控措施，可以在一定程度上控制瘧疾的傳播。

地理信息系統可以考慮環境中影響疾病的各種因素，如地形地貌、土壤、水文、植被、氣候以及人文因素等，通過信息化手段分析、處理這些空間地理數據，將這些因素與疾病的分布相關聯，研究疾病的影響因素，達到疾病的動態監測，實時動態地監控著疾病分布的變化情況，并通過地圖的形式展現出來，達到信息真正的可視化。

4.4 衛生服務

衛生服務的供給具有一定的空間分布，各地區的人口分布與對衛生資源的需求也不盡相同。因此如何有效地配置社會的衛生服務資源，使得其與人口的需求相適應是一個難題，地理信息系統可以較為方便地解決這個問題。

地理信息系統可將各種醫療衛生的服務站點的位置、服務范圍、所服務的人群、能夠提供的服務種類與環境等信息進行整合，形成一個全區域的醫療衛生服務利用圖，能夠方便決策者對各種公共衛生資源進行監督管理。同時地理信息系統也可以用于社區醫療管理，通過對患者進行分級管理，及時收集并統計患者的狀況，為衛生服務人員提供動態全面的患者資料，使其能夠及時對不同患者提供相應的治療，實現治療的個性化與動態化。地理信息系統對社區醫療管理具有較強的操作性和實用性，可以實現社區醫療管理信息化、智能化，提高患者管理時效性。

4.5 環境健康研究

在環境衛生學中，任何涉及空間現象的環境健康狀態，都可以利用地理信息系統強大的空間分析與作圖等功能，進行分析研究。當地理信息系統用于環境污染監測時，在獲得各污染物測定值的情況下，根據其周邊地形地貌、水源、土壤、大氣等具體情況，對環境污染狀況進行空間分析，并且建立模型，將估計結果以地圖的形式直觀地展示出來，達到信息的可視化。

切爾諾貝利核泄漏事件發生后，接連幾天放射性懸浮顆粒都懸浮在大氣中，造成了極大的放射性污染與危害，如何處理受污染地區與如何保護人群成為了政府的難題。有學者利用地理信息系統對污染地區進行空間統計分析，分析核泄漏事件發生后對人群造成的直接的短期的污染危害以及長期的影響，找出影響人群健康的的因素，為政府決策提供服務。

5 小結

地理信息系統在公共衛生領域有著廣泛的應用前景，可用于衛生監督管理、應對公共衛生突發性事件、流行病傳染病研究、衛生服務以及環境健康研究等多個方面。其研究的成果將為科學決策提供信息服務，從而保障和促進地區衛生事業的進步和可持續發展。但是，地理信息系統在我國公共衛生領域的應用尚處于起步階段，仍然有許多不足，如何將地理信息系統更好地運用于公共衛生領域，仍待更進一步的研究。

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