疫情防控下地理信息系统在政府部门的运用

摘要: 2020年初,新型冠状病毒肺炎在国内大规模爆发,并迅速蔓延全球。基于地理信息技术大数据、网格化等技术相结合的相关疫情防控系统,在疫情防控指挥决策中发挥了重要作用。本文详细阐述了地理信息系统及技术在政府管理决策、疫情防控分析及疫情信息公开等方面的应
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  摘要:2020年初,新型冠状病毒肺炎在国内大规模爆发,并迅速蔓延全球。基于地理信息技术大数据、网格化等技术相结合的相关疫情防控系统,在疫情防控指挥决策中发挥了重要作用。本文详细阐述了地理信息系统及技术在政府管理决策、疫情防控分析及疫情信息公开等方面的应用,并以黑龙江省疫情防控辅助决策系统为例,充分论证了地理信息系统在新冠疫情防控中的作用,为后续其他重大突发事件的处置引入地理信息系统提供辅助决策参考。

  关键词:地理信息系统; 新冠肺炎; 疫情防控; 网格化;

  作者简介: 林富明(1980-),男,广西桂林人,高级工程师,硕士,2001年毕业于黑龙江工程学院工程测量专业,主要从事地理信息公共服务平台、数字/智慧城市及行业GIS应用服务等方面的应用研究工作。; *袁晓宏(1967-),女,黑龙江宁安人,高级工程师,学士,主要从事测绘地理信息技术应用及管理工作。;

The Application of Geographic Information System on COVID-19 Prevention and Control

  Abstract:In early 2020,COVID-19 broke out in China and spread rapidly worldwide. Based on GIS,big data,gridding technology,and other technologies,the epidemic prevention and control system has played an important role in the commanding and decision-making of epidemic prevention and control. This paper expounds the application of GIS and technology on government management decision-making,epidemic prevention and control analysis,and epidemic information disclosure,and takes Heilongjiang provincial epidemic prevention and control assistant decision-making system as an example,fully demonstrates the role of GIS in the novel coronavirus epidemic prevention and control,and provides assistant decision-making reference for the subsequent handling of other major emergencies by employing GIS.

  Keyword:geographic information system; Covid-19; epidemic prevention and control; gridding;

  0、引言

  地理信息系统(Geographical Information System,GIS)以地理空间数据库为基础,根据地理模型分析,提供空间和动态地理信息,是一门被广泛应用的技术[1].在包括疫情防控在内的应急管理与处置领域,一直发挥着重要作用。早在2003年,非典型肺炎(SARS)疫情防治工作中,国内相关机构基于大型国产GIS软件平台Super Map及其辅助决策空间信息模型工具,紧急研制了“国家SARS疫情控制与预警信息系统”,在SARS疫情的信息采集、管理、分析及其防治与监控措施的发布等方面提供辅助支撑[2].时至今日,按照党和国家领导人在新型冠状病毒肺炎(Covid-19,简称新冠肺炎)疫情防控工作中提出的“充分运用大数据分析等方法支撑疫情防控工作”要求,地理信息配合“网格化+大数据”方式,为新冠肺炎防治工作提供可视化一张图、疫情分布、网格化管理、人员轨迹分析等疫情防控支撑,及实现医疗、物资等信息的空间展示与综合管理,在疫情防控工作中发挥了重要作用。

  本文主要针对地理信息系统独特的地理空间分析、可视化表达的特点,阐述在疫情防控工作中利用地理信息系统为政府防控决策、疫情防控辅助分析提供决策支撑,以及为疫情信息公开及信息查询等方面发挥的作用进行论述。

  1、GIS辅助政府部门管理决策

  1.1 为疫情指挥决策提供综合平台

  疫情指挥决策系统的建立,除了需要各级卫健委官方提供的病例数据、流行病学调查数据(简称流调数据)外,还需要地理信息系统、手机信令数据的支持,并经过专业部门进行分析后,疫情信息数据才具备权威性,方可为各级疫情防控指挥部门提供可信度高、具有决策参考价值的信息。本次新冠肺炎疫情爆发以来,政府、高校及相关科研机构纷纷利用地理信息可视化、空间分析的特点,开发疫情防控系统,为政府疫情防控提供辅助决策支持。利用系统中的GIS可视化及标注功能,将疫情信息(确诊/疑似病例)、疫区分布、防控/医疗物资分布、人口分布等信息在地图进行标识,并利用系统中的GIS分析功能,开展疫情的具体防控部署、疫情排查、疫情趋势分析等工作。地理信息在疫情防控中发挥了重要作用,尤其是在系统中的基础地理数据,包括行政区划、道路、地名、建筑物、水系等数据,形成疫情防控“一张图”基础底图,特别是区县、乡镇/街道、社区(村屯)的行政区划及小区等其他地理单元,为疫情防控“网格化”和“精细化”管理提供了必不可少的精准空间地理数据支撑。在“一张图”基础上,动态叠加来自卫健康委的病例数据、流调数据及通信部门的手机信令数据,利用系统功能,开展疫情信息展示、防控部署、流调分析、疫情研判,为整个疫情防控工作提供可视化的信息服务平台。

  本次Covid-19疫情发生以来,自然资源部黑龙江基础地理信息中心基于黑龙江省地理信息公共服务平台(天地图·黑龙江),研发了“黑龙江省疫情防控辅助决策系统”,动态汇聚了来自省卫健委等部门的确诊病例和疑似病例、密切接触者及疫区流入本省人群等重点防控人员疫情数据,综合应用空间可视化、空间叠加、空间分析等技术,实现了上述所有功能,省疫防控小组每天利用该系统进行全省疫情研判、防控指挥,为省疫情防控领导小组的疫情防控工作提供支撑保障,此系统在黑龙江省的疫情防控工作中发挥了重要作用[3].如图1所示。

疫情防控辅助决策系统主界面图

图1 疫情防控辅助决策系统主界面图

  1.2 为疫情管理提供图件支撑

  利用地理信息系统强大的制图功能,根据疫情防控需求,利用卫健部门提供的确诊病例和疑似病例、密切接触者等数据,可快速定制出全省疫情分布图和趋势图表、重点区县疫情图、区县疫情风险图等,为疫情防控宏观决策提供参考。浙江省在新冠肺炎疫情防控工作中先行先试,探索实践实施“五色法”评估疫情风险机制,即通过“五色图”对全省县域疫情情况进行风险评估,绘制浙江省县域疫情风险地图,向市民定期发布、供领导指挥决策。通过分层设色法来展示不同区域的疫情风险等级,让公众可以直观地看到哪个区域是高风险区,哪个地方是低风险区,一目了然。在此基础上,陆续推出与之对应的“复工率五色图”“交通五色图”及“物流五色图”,成为全省疫情防控及开复工“晴雨表”,其理念与制图方式被全国多部门采纳,如广东、上海、黑龙江、福建等地。“五色图”在实际疫情防控工作中发挥了重要指导作用,为精准决策和有序复工复产提供了科学依据。

  2、GIS为疫情防控提供有效分析工具

  2.1 协助管控网格单元细化,助力重点人群精准管控

  本次Covid-19疫情波及面广,全国乃至全世界均无幸免。面对如此大范围的疫情,除了常规的疫情管控措施外,管控力度的确定,对有效实施精准管控和复工复产具有重要参考意义。各省在疫情防控过程中,及时总结并提出“网格化”管理模式,即根据不同区域疫情严重程度,在城市按“区、街道、社区”三级“网格化”管理模式实施管控;在农村按县、乡镇、村三级实施“网格化”管理。利用测绘部门提供的基础地理信息数据,基于GIS技术,实现了属地的网格化管理,对“网格”内的责任人、群众及防控物资实行精准管理,实现了基于“网格”的精准管理与责任落实。同时,通过构建上下多级数据汇集机制,实现各级数据双向融合互补与实时汇聚,为各级疫情防控提供精准数据支持,在疫情防控中发挥了重要作用。黑龙江利用研发的黑龙江省疫情防控辅助决策系统,充分利用“地理信息+网格化”技术,在县域疫情风险评估基础上,分析全省确诊和新增病例分布,发现确诊病例在乡镇(街道)分布明显不均,大多集中在部分乡镇/街道,据此探索乡镇/街道风险评估方法体系,对重点区县实施乡镇级风险评估,进一步细化防控单元网格、提升精准管控,为有序开展复工和春耕工作提供决策依据。

  新冠肺炎疫情恰逢春运高峰,人员密集流动,全国各地对疫情防控,尤其对有疫区往来史人员防控成为工作重点。以基础地理信息数据为基底,汇总来自卫健等部门的权威资料,利用GIS技术,对确诊和疑似病例、密切接触者及疫区流入人群轨迹进行动态处理和空间可视化展示,在可视化地图上实现对重点防控人群的空间分布、区域疫情分布、演变态势等分析,为重点人群精准管控提供分析服务。黑龙江省疫情防控辅助决策系统,实现了按辖区(区县、乡镇/街道、村屯)动态提取重点防控人员数据的能力,每日为省农业农村厅及各地市推送,形成“城市+乡村”无缝衔接、联防联控的总体防控布局,实现全省疫情人群精准落地管控。

  2.2 辅助流调工作开展,提升流调质量

  人类一切活动都与时间、空间位置信息有关,新冠肺炎疫情的传播同样体现这一规律。对确诊/疑似人员轨迹分析是迅速摸排密切接触人群的重要途径,GIS在其中起到分析研判、可视化展示、空间分析等重要作用。通过对确诊/疑似人员的流行病学调查数据,以及对手机信令中的定位轨迹数据进行空间化处理及叠加分析,可协助患者回忆其一周或若干天前的活动轨迹,使流调数据更加精准,提升流调数据质量。通过深度挖掘疫情传播特点及发展规律,可在海量信息中快速排查线索,总结规律,缩小接触人群排查范围,实现流调轨迹与手机定位轨迹对比分析,精确掌握确诊人员患病前的活动轨迹,精准研判确诊人员频繁活动区域及出入场所,为密切接触人群摸排、疫情防控分析提供支撑。

  如图2所示,人员图标代表流调数据患者行动轨迹,圆点代表患者手机定位轨迹点。通过图上分析可知,流调数据并不能完整还原患者近期的全部踪迹,一种可能是由于时间过长,患者不能完全记清或清楚描述患病前曾去过的活动场所;另一种可能是患者由于某种原因故意隐瞒其活动行踪。流调数据与实际轨迹的不一致,导致在制定防控措施时,会存在遗漏或偏差,不利于疫情防控工作。因此,利用手机信令的定位数据,把患者确诊前的手机轨迹点通过GIS可视化技术在地图上进行展示,可协助患者精准回忆其患病前曾去过的场所,为流调工作提供精准的位置信息,提升流调数据质量。

流调轨迹与手机信令定位轨迹比较图

图2 流调轨迹与手机信令定位轨迹比较图

  如图3所示,通过热力图方式,可以展示患者患病前在各场所停留的区域、范围,空间分布一目了然,为疫情防控提供精准的空间位置参考,为制定重点防控区域、重点防控对策提供精准的科学数据支撑。

确诊病例轨迹热力分布图

图3 确诊病例轨迹热力分布图

  3、GIS为疫情信息公开提供可视化展示工具

  随着疫情态势发展与社会关注度不断提高,地理信息系统作为一项成熟高、接受度广的通用技术,被新华网、中国疾病预防控制中心等权威机构及阿里、腾讯等知名企业作为疫情信息发布平台,并被自媒体、广大爱好者充分采纳。围绕公众关心的疫情态势展示、疫情大众科普、疫情走势预测、疫情物资情况、各地各业人员返工返程情况,以散点图、热力图、态势图等丰富的地理信息表现形式,将各类数据形象生动地呈现给公众,帮助公众解读疫情发展,提高防护意识。其中,关注度极高的“丁香医生”微信公众号疫情地图、中国疾病预防控制中心推出的“新型冠状病毒肺炎疫情分布”系统等,实时呈现国内及全球确诊病例、疑似病例、治愈病例的汇总情况与地域分布,直接面向公众发布权威疫情信息,通过GIS地图的可视化方式,直观地为社会公众提供了一个全面了解疫情分布、疫情动态的官方渠道,实现了疫情信息的政务信息公开化,提升了公众对疫情的认知度和知情权,有利于全国各级政府部门对疫情的管控。

  4、结束语

  大数据等数字技术是方法与辅助工具,它们在疫情防控中发挥支撑作用,首先依赖全面准确的数据来源[4].随着大数据、AI的应用和5G时代的到来,地理信息在重大突发事件应急防控中将会发挥更大的作用。地理信息作为空间数据基底,需要实现与卫健、公安、民政等政府部门,以及医疗、通信、交通等专业领域的数据汇集与业务协同,打通部门间数据共享壁垒及关联通道,GIS才能更好地发挥统一空间基底、空间可视化及空间分析作用,才能更好地为疫情防控提供精准的信息支撑。本次新冠肺炎疫情的处置与防控,反映出政府部门在应对重大突发事件时,还需进一步完善和强化部门间的信息共享与协同,强化跨区域、跨部门的应急处置与协同等应急体系建设,同时要加强多领域技术融合的协作,形成多部门联动协同及多领域技术融合的高效联防联控应急处置体系,才能更好地提高对重大突发事件的管控与防控能力。

  参考文献

  [1]窦树龙,康伟,窦树昊,等。GIS辅助下的我国跨境动物疫病区域化管理新探索[J].中国动物检疫,2019,36(2):31-34.
  [2]刘纪远,钟耳顺,庄大方,等。SARS控制与预警地理信息系统的研制与应用[J].遥感学报,2003,7(5):337-344.
  [3]徐开明。“大数据+网格化”构建疫情联防联控新格局[J].中国测绘,2020(3):35-37.
  [4] 邬贺铨。数字技术在疫情防控中大有可为[N].人民日报,2020-03-03:09版。
  [5]郑玉群,张惠力。地理信息系统在传染病疫情分析中应用[J].医学动物防制,2015,31(8):867-869.
  [6]马盟,高巧珍,李新楼。地理信息系统(GIS)在新发H7N9禽流感防控中的应用[J].测绘与空间地理信息,2017,40(9):79-81.

  原文出处:林富明,袁晓宏,周源,王洪昌,李冰.地理信息系统在新冠肺炎疫情防控中的应用思考[J].测绘与空间地理信息,2020,43(09):82-84. 转载请注明来源。原文地址:http://www.lw54.com/html/zhlw/20201005/8367413.html   

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