GIS、GPS在血吸蟲病監測預警中的應用

摘要：目的 利用地理信息系統（GIS）、全球定位系統（GPS）等技術實現沿江地區數字化血吸蟲病實時監測預警。方法 收集江蘇省長江沿岸各灘塊的灘情、螺情、病情等基礎信息及各種監測數據，建立沿江灘塊血吸蟲病疫情數據庫，利用Google Earth API軟件提取數據庫信息，完成與Google Earth的關聯，建立沿江灘塊血吸蟲病疫情地理信息系統（GIS）。通過對各灘塊血吸蟲疫情等級評定，設定不同等級的電子圍欄，集成移動GPS開發沿江地區數字化血吸蟲病監測預警系統。結果 利用GIS和GPS開發數字化血吸蟲病監測預警系統，構建清晰、操作簡單、表達具體，實現沿江漁船民數字化血吸蟲病實時監測預警作用。結論 此方法適用于江湖洲灘地區漁船民血吸蟲病防控工作，實現血防工作的主動、實時監測、預警，靶向健教。為科學、及時制定防治策略提供了有力依據。

關鍵詞：血吸蟲病；GIS；GPS；監測預警

地理信息系統（GIS）、全球定位系統（GPS）在各行各業得到了廣泛、深入的應用[1，2]。血吸蟲病疫情監測GIS在我國起步較晚，但取得了令人矚目的成果[3-9]。上世紀90年代周曉農等[4-6]首先提出利用AVHRR衛星圖片資料和ArcView等軟件建立GIS用于血吸蟲病監測。其后周曉農、汪天平等進行氣象、數據空間、時空傳播流行定量等GIS模型研究[10]；張世清、夏蒙、趙峻弘、楊國靜等進行GIS數據庫系統建設研究[11，12]；杜江、張標、董毅、張皓等進行GIS應用研究[13-15]，近年GIS、GPS、GPRS等技術得到快速發展，江蘇省在血吸蟲病疫情實時監測預警方面開展相關研究[16]。通過衛星定位測量技術（GPS）和地理信息系統（GIS）結合，建立監測預警基礎平臺，實現實時監測預警作用。

原理和方法

1系統功能設計

1.1基礎信息管理功能 將沿江灘情信息、歷史有螺環境信息、釘螺分布信息、人群查病信息、船員信息、船只信息、自然地理信息以電子地圖的形式分層管理，實現圖形導航、放大、縮小、漫游、標注等基本功能。

1.2電子圍欄功能 通過電子圍欄同移動GPS相關聯，對進入圍欄的監測終端（移動GPS）發出越界提醒、滯留提醒，通過對圍欄的等級設定，對越界提醒、滯留提醒的內容、頻次進行相應變動。實現實時提醒功能。

1.3數據錄入、查詢（軌跡回放）功能 監測終端的航行地理信息實時錄入、存儲到GIS，可實現所有監測船只的航行軌跡回放。

1.4監控層的功能 主要有電子地圖的顯示和操作、人員跟蹤顯示、人員數據查詢、人員數據管理等。

1.5統計分析、等級判定功能 對灘情、螺情、人群（包含漁船民）查病信息、所有監測船只的航行軌跡地理信息進行統計分析。

2服務中心監控層

是系統的門戶，其內部通過千兆局域網將通信服務器、數據庫服務器和監控臺互連，實時接收處理來自受控監測終端的各種信息，并提供友好的人機界面。監管中心系統包括通信接口、GIS地理信息模塊、中心數據庫服務、電子地圖數據等多個子系統。

3系統結構

系統的總體結構由江灘地理圖形創建與圖形顯示模塊（包含監控層）、專題圖模塊、數據查詢模塊、電子圍欄預警模塊、報表打印模塊等5大子模塊構成。

4方法

4.1基礎資料的采集、處理 利用江蘇省血防所現有的沿江灘塊、螺情、病情資料，收集船只、漁船民資料及其他信息資料。

4.2指標體系的應用、等級判斷 將收集到沿江灘塊、螺情、病情資料及相關資料的通過統計學方法處理，建立相應的監測預警指標體系，確定各灘塊環境血吸蟲病綜合風險指數，按指數高低設定高、中、低3種等級，采用紅、黃、綠三色管理，建立數據庫。

4.3 GIS的建立 ①利用2013年拍攝的google地圖作為基礎圖。②在基礎圖上選擇4個以上交叉路口點，要求選點盡量分散，不能在同一直線上，實地測量并記錄選定點的經緯度。③啟動GIS軟件MapInfo Professional7.0，以柵格文件的格式打開基礎圖，選擇配準項進入圖像配準對話框，設置投影類別Longitude/Latitude，類別項為Longitude/Lat itude（WGS84），單位選擇\"度\"，將鼠標移動到對話框的預覽圖像上已知經緯度的點上單擊。MapInfo顯示\"增加控制點\"對話框，通過輸入對應于在地圖圖像上點的經緯度，完成\"增加控制點\"對話框。重復輸入4個以上控制點，完成圖像的配準操作。④使用鼠標跟蹤方法將基礎圖制成數字化地圖。

4.4電子圍欄的設定與GPS的關聯 依據基礎資料、風險指數等資料，依據船行速度、GPS接受反饋信息時間等因素，在Google Map上對沿江灘塊進行血吸蟲病綜合風險指數等級圍欄設定[16]，通過GIS管理系統里設置用戶管理，通過注冊用戶監測終端（移動GPS），啟動GIS同GPS關聯，將監測終端上傳的定位信息，系統自動判斷監測終端是否在區域圍欄內，如在則下發提醒信息；如在區域外，則通過運行速度、軌跡及離軌跡向最近圍欄的距離判斷是否為剛離開，如剛離開則下發離開提醒信息；如并未進入圍欄內，則只記錄位置，不下發信息。

5結果

5.1數據庫 數據庫的選擇主要考慮其性能是高可伸縮性，大吞吐量和快速響應的組合。本項目采用MICROSOFT SQL SERVER 2005。利用Microsoft SQL 2005語言，對已經收集的現有螺點、灘塊、用戶等數據進行整理，建立完成沿江灘塊基礎數據庫、灘塊環境血吸蟲病綜合風險指數數據庫、GPS用戶數據庫、監測預警數據庫、運行軌跡數據庫。

5.2監測預警GIS系統 建立的監測預警GIS系統服務中心監控層，可展示在連接網絡的電腦、智能手機上。通過測試，系統能實時展現監測終端在長江上運行軌跡[16]，對監測的監測終端能實時發出預警提醒，實現軌跡回放，對進出圍欄船只及預警提醒信息可查詢、統計。

5.3電子圍欄與GPS關聯 通過測試，在GIS管理系統上實現電子圍欄與GPS關聯，通過網絡展示，實時直觀顯示監測終端的移動運行狀況，關聯預警提醒接受率在95%以上[16]。

6討論

以往的血防資料通常為傳統的表格匯總，或獨立的網絡系統收集，缺乏綜合分析等缺點，使血防資料并未充分發揮其功效。GIS是以管理具有定位特征的空間數據為主要特征的計算機硬軟件系統，其功能強大，種類繁多，數據種類多樣，應用性強[17]。GPS數字化集成與GIS地理信息系統為血吸蟲病防治提供了一種新的技術手段[3]，利用GPS和GIS成功建立的監測預警電子系統，通過開發，實現在Internet展示的監測預警GIS管理系統，此系統的應用實現了血防工作中漁船民監管的數字化管理。實現對移動的漁船民進行實時監測預警，對船員運行軌跡綜合分析，實現血防工作的主動、實時監測、預警，靶向健教。有如下優點①血防信息的現代化、數字化管理；②操作簡單、易行，通過網絡系統可隨時查看、修改監測終端、統計監測信息；③監測工作由被動轉為主動，通過越界提醒，漁船民避免接觸疫水；④實時性，本系統是通過GPS實時提供監測服務；⑤靶向健教，通過點對點的聯系（系統對人），實現點對點健康教育、疫情監管；⑥儲存、統計、分析功能強大，利用現代網絡及計算機系統，可實現大數據量的存儲、分析，實現預測預警作用。為實現數字化管理血防工作提供基礎。

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