關于GIS在感染科臨床教學工作中作用的思考

馮婷婷

摘要：感染病臨床教學是一項基礎型、與時俱進的工作，其一直以來都以開放姿態積極融合不斷涌現的新理念、新技術、新產品，以此不斷豐富教學手段，提高教學質量，提升教學效能。GIS作為一項新興技術路線，已在我國諸多行業得到廣泛成功應用，其在感染病臨床教學上的發展空間也是非常大的。

關鍵詞：臨床教學;感染科;GIS

【中圖分類號】R-3 【文獻標識碼】A 【文章編號】1673-9026（2021）05-405-02

1GIS技術簡述

"如果說，地圖是地理學的第二代語言，那么地理信息系統就是地理學的第三代語言"——陳述彭院士。

GIS （Geographic Information System），譯為地理信息系統。從技術和應用的角度，GIS是解決空間問題的工具、方法和技術;從學科的角度，GIS是在地理學、地圖學、測量學和計算機科學等學科基礎上發展起來的一門學科，具有獨立的學科體系;從功能上，GIS具有空間數據的獲取、存儲、編輯、處理、分析、輸出和應用等功能;從系統學的角度，GIS具有一定結構和功能，是一個完整的系統。

GIS是用來存儲有關世界的信息，這些信息是通過地理關系連接在一起的所有主題層的集合。如果把地圖稱為“形”—“圖形數據”或“空間數據”，把相關的屬性特征稱為“神”—“屬性數據”，那么GIS是較好地做到“形神合一”的技術手段，其借助于計算機技術，把以往紙質地圖上不可能完成的分析工作能得以實現，使其在解釋事件、預測結果、戰略規劃、分析決策等具有極大實用價值。

2有關GIS在感染科臨床教學上必要性的思考

近年來，隨著大數據、云計算、萬物互聯等技術的演進發展，我國數字化城市建設工作的快速推進，作為其中基礎型支撐技術，GIS已然進入了發展的快車道，現已廣泛應用于我國諸多行業的信息化應用領域。根據我國十二五規劃，地理信息產業將納入國家戰略性新型產業規劃，將深入挖掘基于位置的地理信息服務能力，將大幅度提高地理信息服務業務的覆蓋范圍，將加大地理信息技術與有關技術的集成應用，將加大地理信息技術和位置服務產品在社會各行業的應用服務。長久以來，作為我國公共衛生體系的重要組成部分，感染病學科一直發揮著無可替代的作用。特別是新冠疫情期間，有關感染病學科與各類新技術相互融合應用的討論此起彼伏，有關疫情地圖、疫情大數據分析、公共衛生信息云服務、傳染病傳播空間分析等新興概念不斷涌現，由此看來，作為一種先進技術路線，GIS在感染科臨床教學這一實際應用場景上也有非常大的想象空間，現根據GIS的通用功能，例舉部分解決方案如下：

①“在什么地方”

繪制“在什么地方”的地圖可以確定所查詢特征的正確位置，還可以了解下一步在什么地方采取行動。

②“有多少”——對數量繪圖

找到符合標準且需要采取行動的最大量或最小量的地方，了解它們之間的內在關系，并在位置特征的地圖上，附件更多有效信息。

③“有多重”——對密度繪圖

在位置特征的地圖上查看密度信息時，如果有很多不同的特征，就很難發現那些事件發生頻率較高的地區，而密度圖可清晰展示所查詢特征的分布情況。

④“查詢里面有什么”

GIS可以監控哪些事件正在發生，查看特定區域內的空間數據及屬性數據，對內部數據變化情況繪圖，來確定是否采取特殊行動。

⑤“查詢鄰近有什么？”

通過對相鄰區域的事物特征繪制地圖，可以了解在一定范圍內該情況所發生的概率趨勢，分析對領近點的現有影響及衍生連鎖反應。

從本質上說，感染病學科是具有空間屬性特征的，貫穿著傳染病的全生命周期，囊括傳染病的發生、傳染過程、感染人員的篩檢、污染區整治、預警分析等各個階段。同時，感染病學科也具備大數據存儲與分析的良好基礎，可結合GIS技術及承載平臺，構建傳染病空間大數據，將傳染病基礎數據、地理測繪數據、人文經濟數據、設施保障數據、氣象基礎數據、生態環境數據等進行空間集成融合，通過研究建立各級各類分析算法模型，深入研究感染病的傳播規律。因而，現階段將GIS與感染科臨床教學工作緊密結合起來是非常有必要的，這對學生們的空間意識、空間分析思路與方法、空間工具運用、空間專業模型研究等方面的都是大有裨益的。

3有關GIS在感染科臨床教學上功能性的思考

在感染科臨床教學過程中上，GIS可承擔以下任務，提升教學效能：

①數據管理工具

可基于GIS對教學過程中所涉及的案例數據予以集成管理，包括數據的輸入、處理、管理等環節。在數據輸入上，因原始數據的格式迥異，可分為直接輸入、數據化處理或數據轉換等三種情況，從而轉換成GIS所兼容的數據文件。在數據處理上，需要將數據處理以指定類型以適應特定系統，GIS提供了一系列工具集可實現坐標設定、整圖變換、投影變換、誤差校正、抽稀聚合等功能。在數據管理上，GIS可通過空間數據引擎連接各類型的關系型數據庫、NoSql數據庫等，以此來存儲、組織和管理數據。

②地圖制圖工具

可基于GIS對教學過程中教師與學生們所討論的解決方案以地圖圖件的形式予以展示，從而可增強學生的空間感，以直觀生動的地圖圖件來替代枯燥乏味的文字堆砌。相較于傳統的人工或自動繪圖方法，GIS的制圖方法更加便捷高效。它不僅可融合紙質圖件矢量化、數字化后的成果文件，而且可直接把計算機所兼容的信息轉換到GIS中去。從所兼容信息的產品類型，將不僅包含教學過程中的本地文件產品，而且可通過空間數據引擎直接調用關系型數據庫中的數字化信息，這將極大提升教學數據的使用效能。同時，通過GIS所提供的數據處理平臺及工程配置平臺，基于海量原始數據及地圖配圖標準，教師與學生們即可定制個性化的地圖產品，提高學生的動手能力與參與感。

③信息查詢工具

可基于GIS搜索數據庫，這將極大節約教學上的數據檢索成本，提高教學效能。比如在傳染病模型分析出的影響區域內，GIS不僅可查詢出影響區域的精確空間范圍，而且可查詢出區域內所涉及的生態環境、人口信息、建筑物密度、氣象條件、交通路網情況等數據信息，這些在地圖上將以圖表、圖例、圖標等多樣化的形式進行顯示，從而為臨床教學提供更好的數據支持。

④可視化展示工具

可基于GIS在地圖界面實現二三維一體化的可視化展示，可以地圖圖層的形式，集成管理傳染病數據、其他支撐類數據、專項文件報告、三維地圖數據、照片圖象和多媒體等，可便捷控制圖層顯隱、圖層效果及地圖圖件出圖等。同時作為一個有良好人機交互性的工作平臺，教師與學生們可在地圖界面實現地圖操作（放大、縮小、縮放、平移等）、地圖輸出（部分輸出、全部輸出、部分打印、全部打印等）、圖層管理（顯隱控制、圖層參數配置、圖層顯示順序等）、空間測量（距離測量、面積測量、體積測量、高度測量等）、動態標繪（矢量點、線、面、直箭頭、單箭頭、多箭頭等圖形的繪制）、三維模型的添加與管理、三維動態飛行及模型動畫飛行等。

⑤模型分析工具

可基于GIS在教學過程中實現對各類傳染病分析模型的搭建，通過大數據的導入、疊加、融合與分析，得到某一特定傳染病的模型分析結果，并可根據教師與學生們的討論不斷調優修正模型，這將激發學生們對深層次模型規律的研究熱情，并引導形成具有創造性的個人成果。教師和學生們可基于GIS搭建標準化的教學案例模型庫，該模型庫是以開放架構、一致的標準規范進行建設，可實現對各類模型的綜合管理。從模型算法的種類上，可包括非線性模型、智能模型、統計模型、多元統計模型、極限平衡評價模型、信息量模型、定性模型等。通過將模型算法進行標準化處理、插件化封裝，可基于GIS進行統一管理，便于在教學過程中根據不同場景需要進行定制選擇。

⑥教學研成果轉化平臺

從更高的層面上來看，GIS不僅是感染病臨床教學的承載平臺，而且可將教、學、研進行有效貫通，將在很大程度上改變教師授課的內容與方式、學生學習的方法與手段、課題研究的路徑與平臺等，GIS可將教學研過程中的成果全部數字化并存儲下來，便于學生們繼承原有成果，加入新的想法與技術手段，從而更易形成自己的研究成果。

4結束語

隨著國際范圍內先進技術路線的不斷演進發展，如何賦予感染病臨床教學以新的內涵與外延，這已然成為業內每一位一線教育工作者需要思考的問題。我們首先需要積極接納新理念、學習新技術、使用新產品，需要將其作為創新型工具為我們感染病臨床教學所用。其次，不論科學技術如何發展，教育方法如何改變，作為一名教育工作者，我們的目標導向始終都是唯一的，就是在當前環境下不斷提升教育質量與教育效能，為培養更多、更有擔當、更有業務能力的感染病科醫生奉獻自己的一份力量。

參考文獻

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蘇州大學附屬第一醫院感染科 江蘇蘇州 215000