淺談GIS地理信息系統在動物衛生監督工作中的應用

袁昌榮 陳銀平

[摘 要]近年來，信息化建設快速發展，“互聯網+”已成為現代農業建設的重要內容和有效載體，為切實履行“防風險、保安全、促發展”職能，提高執法效率，提升執法能力，推進動物衛生監督信息化建設刻不容緩。GIS地理信息系統在動物衛生監督工作中發揮著重要作用?；诖耍疚闹饕榻B了GIS地理信息系統在動物衛生監督領域應用的最新現狀及主要功能。

[關鍵詞]GIS地理信息系統；動物衛生監督工作；江蘇省

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2019.02.072

[中圖分類號]Q7 [文獻標識碼]A [文章編號]1673-0194（2019）02-0-03

加快推進GIS地理信息系統在江蘇省動物衛生監督工作中的應用，是提升科學決策能力的迫切需要。動物衛生監督部門通過建設GIS地理信息系統，能夠借助大數據統計分析功能，對畜牧生產行情、動物疫情分布、畜產品質量安全狀況等做出有效評估、超前預警，及時為主管部門提供決策參考。本文主要介紹了GIS地理信息系統在動物衛生監督領域應用的最新現狀及主要功能。

1 GIS地理信息系統應用于動物衛生監督工作的背景及意義

總體來說，近年來江蘇省動物衛生監督工作成績顯著，但在動物衛生信息管理方面還存在一些問題。一是行業信息資源內容單一，難以深層次開發利用。畜牧行業信息采集方式多采用報表方式報送，報送內容多是總體數據，常常是相關屬性的檔案信息，而不是在業務工作中圍繞基礎主體實際產生的細顆粒信息，且信息內容不完整，更缺乏空間信息。目前，各地檢疫管理、無害化處理、獸藥飼料管理等統計數據均通過匯總方式上報，不能反映各區域單個監管對象的實際情況，也不能反映各業務之間的內在聯系，更談不上數據挖掘利用。二是產業信息缺少共享，業務協同不足。在各省級動物衛生監督機構開發的業務系統中，積累了大量養殖場戶、屠宰場、動物衛生監督檢查站、獸藥經營企業、無害化處理場和官方獸醫等基礎信息以及檢疫、無害化處理等業務數據信息，但這些信息資源跨層級、跨區域、跨部門、跨系統，共享不足，無法有效支撐各項工作，更不能給為政府決策參考提供準確的信息。三是產業信息時效性差。由于缺乏數據采集、上報的相關技術支持，導致數據更新嚴重滯后，不能發揮應有的作用，不能滿足畜牧生產監督管理的需要。例如，當動物疫病發生時，上報匯總不及時，確定疫點、劃定疫區和威脅區存在難度，不利于重大動物疫病進行及時、快速處置。四是行業信息缺乏深入挖掘，資源利用不足。從養殖到屠宰各環節采集的基礎信息、業務信息沒有進行有效統籌規劃，存在無效數據，不能深入挖掘、分析，未能對動物疫情預警預報、風險評估、疫情應急處置、資源配置等關鍵業務起到有效支撐。

針對上述問題，江蘇省動物衛生監督所開發了GIS地理信息系統，通過在地圖上直觀展示相關機構單位、企業基礎信息及位置，同時實時統計和匯總相關檢疫數量等統計數據，為江蘇省畜牧產業大數據匯總和風險評估提供支撐，對于畜牧產業的持續穩定和安全健康發展具有重要的意義。

2 GIS地理信息系統介紹及應用現狀

2.1 GIS地理信息系統概述

地理信息系統（Geography Information System，GIS）是一個空間型的信息系統，其數據多為地理空間信息，采用地理模型分析方法完成空間地理數據管理、地理分析、地理決策等。它將計算機圖形和數據庫相融合，具備采集、管理、分析和輸出多種地理空間信息的能力。GIS地理信息系統應用于各行各業，能把地理位置信息和相關業務屬性有機結合起來，根據行業需要將空間地理信息及其相關的行業屬性信息圖文并茂地展示給用戶，通過其獨有的空間分析功能和可視化表達功能為行業管理者提供各種輔助決策。

GIS地理信息系統具有以下特點。一是具有空間性和動態性，GIS包含地理對象的位置信息、多維結構信息和形態特征，且各類信息特征具有動態變化性。二是除了空間信息，GIS還包含其他豐富信息，特別是大量與業務相關的信息，比如養殖場的基礎信息、無害化車輛的運輸軌跡和風險評估等。三是標準化、規范化，諸多的統計數據紛繁復雜，GIS可對各類數據進行歸并分類、量化分級等標準化處理，使其滿足數據挖掘、分析要求，從而實現風險等級評估和相關決策分析等。

2.2 GIS地理信息在動物衛生監督工作中的應用現狀

近年來，GIS地理信息系統技術發展迅速，其應用已十分廣泛，涉及各行業領域，諸如農業、林業、城市管理、水利、軍事、土地資源和生態環境等。GIS在動物衛生監督領域也有重要發展，世界各國在多年前就在積極建設動物衛生數據庫和GIS系統。美國、加拿大、澳大利亞、新西蘭、泰國、馬來西亞以及歐盟等國都已進行了動物衛生數據庫和GIS建設。美國早在1996就建立了國家動物衛生報告體系（National Animal Health Report System，NAHRS），澳大利亞也有功能完善的國家動物衛生信息系統（National Animal Health Information System，NAHIS），這些系統都包含GIS地理信息系統，目前正在國家動物疫病控制中發揮著積極作用。

為全面掌握國家動物衛生狀況，提高管理質量和決策能力，我國政府也進行了整個動物衛生體系和動物疫病管理改革。隨著改革成效的顯現和GIS本身的發展，全國各級動物衛生監督機構和部門都迫切需要建立動物衛生GIS地理信息系統。2015年，國家動物流行病學研究中心設立專項資金，專門開發研究全國動物衛生監測信息平臺，該系統將GIS應用在動物衛生監督管理。

江蘇省更是將GIS地理信息系統作為信息化建設的一項重點工作。2017年開發了符合動物衛生監督實際工作的GIS地理信息系統，實現基于數據庫的多項組合查詢、統計和基于GIS的地圖查詢、動態顯示，以及風險等級評估的直觀展示等。

3 GIS地理信息系統結合動物衛生監督的優勢

3.1 實現常規監管數字化和可視化

GIS地理信息系統包含基礎地理信息，如行政區劃、水系、地貌、土質植被、居民地、交通網和境界等電子地圖元素。通過GIS地圖直觀展示，實現各級動物衛生監督機構、檢查站、規模養殖企業、屠宰加工企業等地理位置信息和基本情況的數字化、可視化。通過數據篩選過濾，可在GIS地圖上以圖表形式展示相關的檢疫開證數和開具檢疫證的動物或動物產品的數量，同時通過關聯動物衛生監督執法人員隨身攜帶的執法終端位置，對監督執法過程進行監控，有效避免隔山開證，實現檢疫電子出證數字化、可視化。結合全省無害化運輸車輛上安裝的移動視頻監控和GPS定位設備，在GIS地圖上能夠查看運輸車輛的運行軌跡，對越界、時間異常、軌跡異常情況可報警、可回放，實現對無害化運輸車輛、運輸過程的全程監管可視化。圖1是江蘇省鹽城市鹽都區的動物養殖場分布圖。

3.2 為政府決策提供直觀參考

除基礎地理信息外，GIS地理信息系統還包含專題地理信息，即動物衛生信息，包括動物養殖場空間分布、養殖場基本信息、屠宰場地理位置、病死無害化動物處理運輸軌跡、動物疫病發生后的空間擴散、感染區域及其他區域的相對位置、政府設置的監測點位置、隔離帶位置、緩沖區位置、動物數量和發病動物數量等。通過數據分析，將現場圖片和動物衛生信息以模型形式進行展示，比傳統的文字圖表更直觀清晰，例如動物疫情地理位置、疫情嚴重程度等在地圖上可以一目了然，從而更利于決策者做出決策。

3.3 實現風險等級評估

GIS具有空間分析能力，可以將動物疫病感染原因與發病地理位置進行空間關聯，由此來研究地理、環境與疫病的關系，尋找疫病多發區動物發病的深層次原因。同時，GIS可以統計季節變化與疫病的關聯性，分析發病周期，研究氣候變化與疫病的關系，從而分析預測某些疫病發生的可能性。此外，GIS可以選出影響疫病發生的一些因素作為參考因子，并根據重要性為這些參考因子設置權重圖層，分析構建疫病風險區域圖，實現風險等級評估。

4 開發GIS地理信息系統應考慮的問題

4.1 加強動物衛生數據庫建設

動物衛生數據庫建設是動物衛生GIS開發的基礎。目前，畜牧行業報送的數據多是匯總數據，未體現與實際業務工作中的對應關系，存在數據重復輸入的問題，且采集壓力大，數據準確性不強，更談不上數據挖掘利用。因此，要規范數據采集，建立健全從養殖到屠宰關鍵環節獸醫衛生業務信息采集指標體系，改進采集方式，明確采集責任，提高數據質量，確保數據真實可用。同時，畜牧行業要完善數據管理，建立完善的中心數據資源管理相關制度，對中心所有信息根據職責、服務對象和服務內容進行分級管理。

4.2 加強標準化建設

標準化是GIS技術的重要內容。目前，市面上電子地圖的比例尺各式各樣，沒有統一的規范、標準，地圖質量也參差不齊，不同來源的電子地圖沒有辦法進行無縫拼接，不利于GIS系統的開發。因此，GIS地理信息系統應該有十分嚴格的精度要求，有統一的規范、圖式和標準，對數據要有統一的表達標準。

4.3 重視安全性

GIS是一個特殊的產品，它能夠多方位、更詳細地表達一個行業的基礎信息。比如，動物衛生監督GIS地理信息系統能表達出飼養區域分布、動物種群結構、疫病情況分布等內容，對調整國家宏觀經濟具有重要的意義。因此，基于GIS的開發必須考慮安全性和保密性。建設過程中應實現用戶分級分權處置，為不同用戶提供各自的用戶空間，并賦予不同的操作權限，針對敏感數據操作進行日志記錄，針對特定操作進行審計記錄。

4.4 考慮擴展性

為了延長系統的使用壽命、有效保護系統投資，在建設GIS信息系統時應充分考慮系統的擴展性，以滿足不斷變化的國家政策和業務需求。GIS信息系統的建設周期一般都比較長，開發一個系統往往需要2～3年，甚至更長的時間。在建設過程中，軟件結構、硬件設備乃至基礎地理信息都可能存在調整，因此在系統設計時一定要有前瞻性，為系統留有擴展的余地。中心數據資源整合與開發利用也必須具有不斷增長的能力和強大的擴展性能。

5 GIS地理信息系統應用展望

未來，對于一些疫病控制重點區域，可通過仿真等手段進行多種預測和決策。通過對動物衛生監督數據庫中的海量數據進行分析，找出影響疫病的各類因素作為仿真模型的參數，如地理、交通、氣候、文化程度、飼養方式和貿易等。通過設置和調整這些參數，例如虛擬設定養殖場地理位置、動物飼養密度、傳播媒介的空間分布、動物疫病發生后的空間擴散途徑等和疫病傳播有關的因素，比較不同參數作用下動物疫病傳播的速度、范圍和結果；比較采用不同控制措施后的動物疫病控制效果；多角度、多層次、多方面對疫病的起因、發展及流行趨勢進行分析、模擬，從而實現動物疫病風險評估。最終通過不斷調整參數，找出重點的防控地區，確定發病的最主要因素、最佳的飼養結構和飼養密度；通過找出不同因素下最有效的防控措施，提出實際操作性強、經濟上合理的優化防控策略和方案。

主要參考文獻

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