1、基于地理信息系統基于地理信息系統(GIS)的突發公的突發公共衛生事件預警共衛生事件預警Kusheng WuM.D., Ph.D., Professor of Environmental MedicineDepartment of Preventive MedicineShantou University Medical College主要講授內容：地理信息系統的概念與原理地理信息系統的構成地理信息系統的作用地理信息系統的數據結構地理信息系統的效益評估方法地理信息系統的歷史與發展趨勢信息輸入數據處理數據庫管理空間分析（查詢）可視化表達認識認識GISGISG e o g r a p h i c地理

2、地理I n f o r m a t i o n信息信息System系統系統地理信息系統的基本概念與原理地理信息系統的基本概念與原理地理信息系統是整個地球或部分區域的資源、環境在計算機中的縮影。GIS的定義的定義1、歷史定義：地理信息系統是以地理空間數據為基礎，在計算機軟硬件的支持下，對空間相關數據進行采集、管理、操作、模擬、分析和顯示，并采用地理模型分析方法，適時提供多種空間和動態的地理信息，為地理研究和地理決策服務而建立起來的計算機技術系統。2、現代定義：地理信息系統是空間數據的管理系統。參見注釋空間數據空間數據屬性數據屬性數據空間數據和屬性數據的綜合體能讓你輕易找到工業園能讓你輕易找到工業

3、園5英里內英里內和和20年以上年輪屬性的所有橋梁年以上年輪屬性的所有橋梁GIS的數據采集功能的數據采集功能用于大型用于大型GIS工程工程 應用領域：應用領域： 測繪測繪 勘測勘測 規劃規劃 土地土地 交通交通 管線管線 農林農林 水利水利 環保環保 油田油田 地質地質 軍事軍事GIS可以做什么可以做什么 數據管理數據管理GIS可以做什么可以做什么 管理海量數據管理海量數據GIS可以做什么可以做什么 瀏覽瀏覽查詢查詢GIS可以做什么？可以做什么？ 專業性分析專業性分析GIS可以做什么？可以做什么？ 路徑分析路徑分析GIS可以做什么可以做什么 地圖整飾地圖整飾GIS可以做什么？可以做什么？ 動態分

4、段動態分段GIS可以做什么可以做什么 斷面分析斷面分析GIS可以做什么可以做什么 生成數字地面模型生成數字地面模型 三維地下體分析三維地下體分析GIS可以做什么可以做什么人人系統實現系統實現模型實現模型實現數據實現數據實現GIS技術技術學科學科GIS的組成與發展階段的組成與發展階段GIS的構成的構成：與普通：與普通的信息系統類似，一的信息系統類似，一個完整的個完整的GIS主要由主要由四個部分構成，即計四個部分構成，即計算機硬件系統、計算算機硬件系統、計算機軟件系統、地理數機軟件系統、地理數據（或空間數據）和據（或空間數據）和系統管理操作人員。系統管理操作人員。GIS的相關學科的相關學科地理學G

5、IS遙感技術攝影測量學數學和統計學制圖技術計算機科學專家系統計算機圖形學計算機輔助設計數據庫技術軟件工程GIS學科“樹” Charistopher.B.Jones 基礎層面應用層面擴展GIS的構成的構成硬件：計算機、外設、網絡設備軟件： 計算機系統軟件 地理信息系統軟件 應用分析軟件地理信息系統的構成地理信息系統的構成 GIS的主要應用程序及與硬件的關系的主要應用程序及與硬件的關系 輸入、數據采集輸入、數據采集（數字化儀、掃描儀數字化儀、掃描儀） 建庫、數據管理建庫、數據管理（服務器、工作站服務器、工作站） 查詢、空間分析（查詢、空間分析（服務器、工作站服務器、工作站） 決策支持、上網決策支持

6、、上網（服務器、工作站、服務器、工作站、） 制作專題圖制作專題圖（服務器、工作站）服務器、工作站） 輸出輸出（繪圖儀繪圖儀）矢量數據柵格數據數字高程模型和影像的柵格數據集地形和其它地表基于矢量的要素（點、線和多邊形）的有序集合 其他類型數據，諸如地址、地名和制圖信息常用的矢量要素用柵格數據集存儲圖像數據矢量圖 柵格圖GIS 集成了多種類型的空間數據SARS 的報告病例和死亡病例的全球分析 柵格運算和建模 GIS用戶主要分布的行業用戶主要分布的行業空間基礎數據建設部門：勘測測繪、遙感等城市市政管理部門：規劃、土地、房地產、市政水電氣能源部門：石油、天然氣、地質自然利用：農林、水利、環保公眾服務部

7、門：公安、消防、緊急救援金融服務部門：銀行、保險社會經濟部門：統計局、信息中心( (制圖系統制圖系統) )( (現有數據的轉換現有數據的轉換) )( (現有數據的訪問現有數據的訪問) )( (數據庫系統數據庫系統) )( (空間相關的數據空間相關的數據) )（基于集成技術）（基于集成技術）( (獨立的空間分析獨立的空間分析) )( (企業級的空間分析企業級的空間分析) )GIS的發展趨勢：的發展趨勢：OPEN GIS數字地球與數字地球與GIS數字地球需要的新理論和技術：數字地球需要的新理論和技術： 數據獲取與更新（數據源、空間數據的采集與數據庫）數據獲取與更新（數據源、空間數據的采集與數據庫）

8、 網絡、計算機硬件、數據與信息傳播網絡、計算機硬件、數據與信息傳播 數據處理、儲存、數據庫、信息提取與分析數據處理、儲存、數據庫、信息提取與分析 GIS互操作技術、虛擬現實技術、互操作技術、虛擬現實技術、Web GIS技術等技術等ESRI19%Intergraph20%Landmark Graphics11%Siemens Nixdorf Info systeme9%Smallworld Systems4%Autodesk6%Bentley Systems4%MapInfo4%Other23%DataQuest 1997 GIS Market Share Worldwide, S/W Only

9、, All Operating SystemsSource: DataQuest, Dec. 1998INTERGAPHESRIAutoDeskBSISmallworldMapInfoSeimensLandmarkOtherDeLorme, Maptitude, Precision Mapping, etc. RDBMS(NT or UNIX)數據服務器數據服務器GIS Office (Client 1)GeoMedia Professional (Client n)InternetInternet ExplorerNetscapeorGeoMedia Web Map + RDBMS(NT S

10、erver)Web 服務器服務器IntranetGeoMedia GeoMediaProfessionalGeoMediaGeoMedia Network客戶端的瀏覽查詢（客戶端的瀏覽查詢（規劃，管線，交通，社會經濟信息等查詢規劃，管線，交通，社會經濟信息等查詢）各專業的各專業的分析應用分析應用數據更新，編輯及制圖數據更新，編輯及制圖GeoVec Office (Client n)GeoVec Office (Client 1)數據采集，建庫數據采集，建庫（地形管網及規劃圖紙掃描矢量化）（地形管網及規劃圖紙掃描矢量化）市區規劃管理系統市區規劃管理系統地下管線管理系統地下管線管理系統道路交通管理

11、系統道路交通管理系統(Client 1)(Client 2)(Client n)(Client n+1)GeoVec Office Client n)GIS數據庫的管理數據庫的管理MTA三維地形分析三維地形分析1. 1. 信息技術信息技術概述概述 2. 2. 信息技術的發展信息技術的發展3. 3. 公共衛生信息系統公共衛生信息系統 4. 4. 其它信息技術在公共衛生中的應用其它信息技術在公共衛生中的應用 5. 5. 信息技術與公共衛生結合的交叉學科信息技術與公共衛生結合的交叉學科 6. 6. 公共衛生信息技術發展前景與展望公共衛生信息技術發展前景與展望p 信息技術是現代公共衛生體系中的重要工具

12、，是連接公共衛生各孤立部分必不可少的紐帶。p 信息技術用于支持大量的公共衛生活動:n 追蹤疾病暴發 n 監控生物恐怖 n 提高工作效率 n 監控數據質量n 促進最新知識的應用美國：健康2010/2000規劃澳大利亞：2020國家產期健康戰中國：2020健康中國表1 美國 CDC 早期使用的軟件系統軟件名稱中文譯名CASA（Clinical Assessment Software Application）臨床評價軟件應用LIMS（Laboratory Information Management System）實驗室信息管理系統PHLIS（Public Health Laboratory Inf

13、ormation System）公共衛生實驗室信息系統VACMAN（Vaccine Management System）疫苗管理系統p 技術進步，個人計算機功能更加強大p 微軟視窗操作系統的出現p Office、EpiInfo表2 公共衛生活動中最常使用的軟件（美國ITC，2001） 軟件名稱公共衛生活動Access監督、實驗室報告Word信息傳播Excel維護記錄、數據分析、監督HOST臨床服務EpiInfo爆發調查、數據分析、制圖、接受/發送報告、評價服務質量PowerPoint培訓、會議HSIS（人群服務信息系統） 監督、臨床服務QS藥品、臨床服務p 公共衛生信息系統的演進p 集成化的信

14、息系統p 國外公共衛生信息系統發展p 我國公共衛生信息系統發展p 互聯網技術的發展p 現代數據庫管理系統和專業化信息系統p 美國的公共衛生官方網絡（INPHO，1993）p 1070個公共衛生信息系統（公共衛生信息 系統目錄） p 應用系統越來越依賴于網絡p 多個系統之間的信息、數據關聯 p 集成和共享 p 數據集成p 應用集成p 技術集成p集中模型p美國密蘇里州衛生戰略架構和信息協作網絡（MOHSAIC） p中國傳染病網絡直報信息系統p 協作模型p 美國猶他州的兒童衛生記錄管理系統（CHARM） p 中國預防接種信息管理系統p SOA架構p 美國馬薩諸賽州兒童免疫登記系統p 中國疾病預防控制

15、信息系統 p 分布式模型p 缺省的，最常用p 美國公共衛生信息網絡（PHIN） 早期事件探測系統（Biosense、NEDSS、PAM）網絡實驗室系統（LUNA）合作者通訊與預警系統（HAN、PCA、Epi-X）對策與響應管理模塊（CRA）交互功能模塊（PHIN VADS、PHIN Dir、LRN、PHIN MS）p 加拿大公共衛生信息網絡（CNPHI） 兩個虛擬中心：響應和資源管理中心、疫情爆發綜合監測中心 四個支持模塊：監測、響應管理、知識管理、衛生預警/報告 兩個底層模塊：分析/決策支持/數據交換 、注冊登記系統（門戶） p 歐盟公共衛生信息與知識系統（EUPHIX） 面向專業人員和決策

16、者 基于Web的知識系統：基于文本挖掘技術 結構化的公共衛生信息：衛生狀態、健康危險因素、 健康干預等 2003 2003年年SARSSARS爆發以后，中國政府爆發以后，中國政府加強了公共衛生信息系統的建設。利加強了公共衛生信息系統的建設。利用現代通信手段，在全國建立統一、用現代通信手段，在全國建立統一、高效、快速、準確的疫情報告系統高效、快速、準確的疫情報告系統; ;形成縱橫貫通的信息報告網絡。形成縱橫貫通的信息報告網絡。1950-1985縣為基礎的月報，縣為基礎的月報，郵寄報表郵寄報表2004-覆蓋覆蓋3737種傳染病、以互種傳染病、以互聯網為基礎的實時報告聯網為基礎的實時報告1985-2

17、003縣為基礎的月報，縣為基礎的月報，電子文檔單機軟件電子文檔單機軟件公共衛生監測系統公共衛生監測體系公共衛生監測體系應急信息系統p 公共衛生科學數據共享中心 物理分布、邏輯統一 死因監測與調查、法定傳染病報告、重大傳染病健康 教育、食品衛生、學校衛生、職業衛生等 5大類、27個 數據集和數據字典p 傳染病實驗室監測網絡信息管理系統網絡實驗室中國中國CDC數據中心數據中心信息展現與應用信息展現與應用數據采集數據采集樣本信息采集樣本信息采集樣本信息管理樣本信息管理檢測信息管理檢測信息管理統計分析利用統計分析利用聯機應用服務聯機應用服務數據數據庫庫哨點醫院實發監測人畜病原監測試點社區衛生部監測機構

18、協作單位VPNVPN網網絡絡即時查詢統計報表分析數據挖掘其它p 地理信息系統（GIS） 管理、存儲、分析、展現功能 網絡分析、緩沖分析、統計分析 Web GIS基于SOA架構的傳染病Web地圖服務（加拿大）非洲瘧疾早期預警在線系統（交互式）加拿大傳染病在線展示系統（交互式）利用Web-GIS,觀察聚集性病例,探察可能爆發的傳染病p 公共衛生信息標準 數據交換、系統集成、互操作的基礎 術語、消息機制、業務/需求、數據內容產生的交叉學科p 公共衛生信息學（Public Health Informatics）p 傳染病信息學（Infectious Disease Informatics ）p 空間流

19、行病學（Spatial Epidemiology）p 結合了公共衛生和信息技術的新興學科 p 主要屬于工程學科，面向完成某個特定任務 p 在公共衛生實踐中系統地應用信息與計算機科學和技術 p 研究范圍包括概念化、設計、開發、部署、改進、維護 和評估公共衛生相關的通訊、監測和信息系統 （p 系統地研究傳染病預防、探測、管理相關的信息和分析，研究性質上是跨領域的，包括信息技術領域的大量分支，如數據整合、數據安全、GIS、數字圖書館、數據挖掘和可視化等。p 空間流行病學是指利用地理信息系統和空間分析技術，描述和分析人群疾病、健康和衛生事件的空間分布特點及發展變化規律，探索影響特定人群健康狀況的決定因

20、素，為防治疾病、促進健康以及衛生服務提供策略各措施。傳染病信息學的研究框架p 公共衛生 IT需求p 公共衛生IT發展前沿 Web2.0 “糅合”技術美國公共衛生網格（PH Grid）傳染病時空信息分析集成共享平臺（中國） 公共衛生的目的和目標限定了信息技術如何最好地 支持公共衛生活動 識別、評價在當前可用的應用和系統中哪些技術是有用的 對公共衛生提供敏感的、靈活的、快捷的支持與服務 個性化自助定制應用功能，使用服務消費模式。個性化自助定制應用功能，使用服務消費模式。 2006年美國新澤西州和特拉華州西尼羅病毒感染者與氣溫數據2007年美國新澤西州和特拉華州西尼羅病毒感染者與氣溫數據p 2003

21、年SARS爆發期間，第一次在公共衛生活動中使用 網格技術 p 計算網格、數據網格、協作網格和信息/知識網格 p 減少數據的聚集，獲得更高水平的計算能力p 基于標準的p 面向服務架構 (SOA)，分布式的p 通過聯邦web service訪問p 研究尚處于概念階段2009年3月發布的美國國家公共衛生網格概念模型 第三部分第三部分 3.1 公共衛生面臨的新挑戰事件報告事件報告事件評估事件評估一般事件一般事件重大事件重大事件特特大事件大事件省級突發衛省級突發衛生事件應急生事件應急預案轉入準預案轉入準備狀態備狀態省級突發省級突發衛生事件衛生事件應急預案應急預案啟動啟動全國突發衛全國突發衛生事件應急生事

22、件應急預案轉入準預案轉入準備狀態備狀態全國突發全國突發公公共共衛生事件衛生事件應急預案啟應急預案啟動動成立成立事件應事件應急處理急處理指揮部指揮部調配調配應急應急人員人員物資物資開展開展流行流行病病學學調查調查劃定劃定事件事件控制控制區域區域采取采取 預防預防控制控制措施措施開展開展追蹤追蹤調查調查隔離隔離制定技術標制定技術標準和規范準和規范發布通報信發布通報信息息進行事件進行事件評估評估啟動其它治療、預啟動其它治療、預防及相關措施防及相關措施應急處理預案結束應急處理預案結束突發公共衛生事件應急處理程序突發公共衛生事件應急處理程序3.1 美國美國CDC緊急處置中心緊急處置中心 EOC美國美國C

23、DC緊急處置中心緊急處置中心 EOC（炭疽）（炭疽）美國美國CDC EOC技術設施技術設施CDC EOC （續）（續）3.2 美國衛生部指揮中心美國衛生部指揮中心 網網 絡絡 基基 礎礎醫療就醫療就治系統治系統標標 準準 協協 議議突發衛生事件指揮中心突發衛生事件指揮中心 疾病監疾病監測系統測系統衛生監衛生監督系統督系統3.4 應急指揮系統現狀分析o 普通電話、手機、紅機o 沒有呼叫中心o 傳真系統o 電子郵件o 衛生行政部門網站1.基礎環境消防報警消防報警動力配電動力配電指揮中心建筑裝修指揮中心建筑裝修空調新風空調新風弱電控制弱電控制衛生安全衛生安全集中控制集中控制語音控制語音控制值班調度值班調度屏幕顯示屏幕顯示會議會商系統會議會商系統2.技術環境安全保密安全保密網絡通信網絡通信信息災備信息災備計算存儲計算存儲3. 網絡與數據平臺網絡