基于空间信息技术的 5.12大地震灾后流行病风险评估

曹春香公共卫生领域空间信息技术应用研究中心

2008 年 7 月 4 日 北京

提 纲

一、相关研究现状二、总体研究思路三、数据收集状况四、流行病预警初探五、今后工作展望

一、相关研究现状

1 、国内外灾后流行病与自然环境要素相关性研究

2 、空间信息技术应用于流行病研究

与自然灾害相关的五类传染性疾病

资料来源：世界卫生组织编写的《灾后疫情分析及防范》

五大类别 典型疾病

与水相关的传染病（血吸虫）

腹泻类疾病、 A 型（甲型）和 E 型肝炎（戊型肝炎）、细螺旋体病等

与人群密集相关的疫病（ ARI ）

麻疹、原核生物性脑膜炎、急性呼吸道感染（ ARI ）、腹泻等

媒介传染病（疟疾） 疟疾、登革热等

与自然灾害相关的其他疾病（破伤风）

破伤风、球霉菌症等

灾难供给中断造成的疾病 高血压，糖尿病等

1、国内外灾后流行病与自然环境要素相关性研究

疾病类型地理范围

环境条件

麻疹 温带 春季多发，初春气候主要的变化特点是紫外线照射增多，气温急剧上升，湿度也明显升高，此外春暖花开，花粉漫天飞扬，各种细菌、病毒和昆虫也开始大量繁殖，因此恼人的皮炎、湿疹、荨麻疹等皮肤病也会如期而至。

细螺旋体病 世界 尤其是气候温暖、雨量较多的江河两岸、湖泊、池塘、水田地带更甚；犬、猫及其他许多动物及人均可感染。最适宜生长的温度为 28 ～ 30℃ 。本菌在水田、池塘、沼泽及淤泥中可生存数月或更久。

急性呼吸道感染（ ARI ）

世界 在日平均气温变化△ ≥ ±3 C ，同时日平均气压变化△ P≥ ±2 ． 2hPa ，日平均风速≥ 8 ． 0m ·s 一，相对湿度≤ 50 9 ／ 6 ，当天或第二天， 0 ～ 5 岁儿童 ARI 发病率急剧增加。

A 型（甲型）和 E 型肝炎（戊型肝炎）

世界 戊型肝炎是通过消化道传播的，易在雨季和洪水过后流行，多见于秋冬季（ 10－ 11 月）。在环境与水源卫生状况差的地区，全年都有散发病例。

疟疾 热带和温带

流行受温度、湿度、雨量以及受蚊子生长繁殖情况的影响。温度高于 30℃低于16℃则不利于疟原虫在蚊体内发育 .适宜的温度、湿度和雨量利于按蚊孳生。因此，中国北方疟疾有明显季节性，而南方常终年流行。疟疾通常呈地区性流行。然而，灾荒，易感人群介入或新虫株导入，可造成大流行。

地震后常见流行病与自然环境要素的关系

1、国内外灾后流行病与自然环境要素相关性研究

6.0级以上地震与震后发生的疾病种类地震 流行病 环境要素

震级 地震 经纬度 时间 伤亡 震后时间种类伤亡

自然环境人为环境

8.0 秘鲁 13.354S,76.509W

2007/08/15 514 7 天内没有疾病和呼吸道疾病报道

6.3 印度尼西亚 8.01S 110.29E

2006/05/26 5,749

7.6 巴基斯坦 34.4N73.6E

2005/10/08 80,361 腹泻、麻疹、破伤风、脓怉病、疥疮

过度拥挤、天气寒冷

9.1 印尼苏门答腊 3.316°N, 95.854°E

2004/12/26 227,898

霍乱、白喉、痢疾、伤寒、肝炎 A 、 B

人口密度大、基础设施差

6.6 伊朗 28.99N 58.31E

2003/12/26 31,000

7.7 印度 12.634°S,165.971°E

2001/01/26 20,023 结膜炎、急性呼吸道感染、伤口感染、腹泻

7.6 土耳其 40.7N 30.0E

1999/08/17 17,118

7.7 中国台湾 23.77N 120.98E

1999/09/21 2,297 结膜炎、急性上呼吸道感染

6.6 阿富汗 37.1N 70.1E

1998/05/30 4,000 伤寒、霍乱

6.6 中国云南 34.4N101.1E

1996/02/03 322

1、国内外灾后流行病与自然环境要素相关性研究

同纬度：洛杉矶（ 34.2oN ）， 人口密度不同 , 发达国家卫生防疫体系比较健全 , 可比性不大；

相似气候条件：台湾震后出现了急性呼吸道感染 ；

相近震级 :巴基斯坦 7.6级地震与汶川地震的震级相似，灾后出现了腹泻、麻疹、破伤风、脓怉病、疥疮，同为发展中国家，存在着人口密度大，安置点密度大，医疗服务尚不完善等问题，可比性较大，有参考价值。

与 5.12大地震同纬度、同气候带及相近震级地区 灾后流行病的比对分析

1、国内外灾后流行病与自然环境要素相关性研究

Year 5 - June 15, 2005

利用时空动态模型预测的西昌郊区 200 个村逐村血吸虫负荷量

2、空间信息技术用于流行病研究（血吸虫） 宫鹏、徐冰、梁松等人用遥感和地理信息系统提取了血吸

虫病宿主的生境，并提出一种对传染源 - 媒介 -宿主传播关系的疾病传播的时空动态概念模型。

方立群、曹务春等人应用地理信息系统技术分析了中国大陆高致病性禽流感的空间分布特征及疫情发生的环境因素。

2 、空间信息技术用于流行病研究（ HPAI ）

Carrin Martin 等人基于 GIS 技术建立起疟疾信息系统来研究和分析南非的疟疾疫情，该系统可以准确、及时地为相关决策的制定提供信息。

北方省 Mutali 和 Thohoyandou 地区 1998-1999 疟疾疫情状况

2、空间信息技术用于流行病研究（疟疾）

Gregory E. Glass 等人利用遥感技术识别了以急性呼吸衰竭为主要表现的汉坦病毒肺综合症 (Hantavirus pulmonary syndrome,HPS)危险区域。

2、空间信息技术应用于流行病研究（汉坦病毒肺综合症）

美国西南地区 1992 、 1995 年 HPS 危险区域

Kenneth J. Linthicum 等人利用 AVHRR 的归一化植被指数数据来进行东非地区裂谷热流行病的预测。

2、空间信息技术应用于流行病研究（裂谷热流行病）

二、总体研究思路多源遥感影像 实地调查数据 公共卫生数据 地理信息数据

气溶胶

地表温度

相对湿度

水体面积

环境要素道路阻断

房屋倒塌

社会因子 自然因子

饮用水质

大气质量

生物环境

流行病风险预测

基础数据库

空间建模

人口迁移

三、数据收集状况

1. 汶川地区的历史流行病、人口数据以及地震前后的气象数据

2. 灾区的卫星遥感影像数据

3. 部分数据处理和初步分析结果

1.汶川地区的历史流行病、人口数据以及地震前后的气象数据

历史流行病数据：黑热病、疟疾、炭疽、结核病 ;

灾区人口数据 : 到镇级 ;

灾区的地形图：比例尺 1:5万 ;

气象台站资料：灾区地震前后一段时间的温度、湿度、风、气压等。

2. 灾区的卫星遥感影像数据遥感数据：ALOS 灾前灾后数据， 包括 PRISM 、 AVNIR-

2 、 PALSAR 数据 ( 地表形变 ) ；TM （ 2008/5/15 和 2008/5/6, 地表温度反演）；Envisat-1 ASAR 灾前；Radarsat 灾前灾后。土地利用 /覆盖： 2006 年土地利用 /覆盖图

灾区气象要素的时间序列温度时间序列（ 2008-04-1 至 2008-05-19 ）

02时地面温度

0

5

10

15

20

25

08- 4

- 1

08- 4

- 7

08- 4

- 13

08- 4

- 19

08- 4

- 25

08- 5

- 1

08- 5

- 7

08- 5

- 13

08- 5

- 19

05时地面温度

0

5

10

15

20

25

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- 1

08- 4

- 7

08- 4

- 13

08- 4

- 19

08- 4

- 25

08- 5

- 1

08- 5

- 7

08- 5

- 13

08- 5

- 19

08时地面温度

0

5

10

15

20

25

08- 4

- 1

08- 4

- 7

08- 4

- 13

08- 4

- 19

08- 4

- 25

08- 5

- 1

08- 5

- 7

08- 5

- 13

08- 5

- 19

11时地面温度

05

1015202530

08- 4

- 1

08- 4

- 7

08- 4

- 13

08- 4

- 19

08- 4

- 25

08- 5

- 1

08- 5

- 7

08- 5

- 13

08- 5

- 19

14时地面温度

05

101520253035

08- 4

- 1

08- 4

- 7

08- 4

- 13

08- 4

- 19

08- 4

- 25

08- 5

- 1

08- 5

- 7

08- 5

- 13

08- 5

- 19

17时地面温度

05

1015202530

08- 4

- 1

08- 4

- 7

08- 4

- 13

08- 4

- 19

08- 4

- 25

08- 5

- 1

08- 5

- 7

08- 5

- 13

08- 5

- 19

20时地面温度

05

1015202530

08- 4

- 1

08- 4

- 7

08- 4

- 13

08- 4

- 19

08- 4

- 25

08- 5

- 1

08- 5

- 7

08- 5

- 13

08- 5

- 19

23时地面温度

0

5

10

15

20

25

08- 4

- 1

08- 4

- 7

08- 4

- 13

08- 4

- 19

08- 4

- 25

08- 5

- 1

08- 5

- 7

08- 5

- 13

08- 5

- 19

都江堰（ 103.67oE ， 31.00oN ）

3. 部分数据处理和初步分析结果

2006 年土地利用 /覆盖图与灾前的行政区域叠加结果图

结合 ALOS 卫星 PRISM 、 AVNIR-2 数据，快速制作震后土地利用 /覆盖图 , 尽快抽出重点受灾区域的LUCC 。

部分数据处理和初步分析结果

地表形变信息提取

数据准备：PALSAR （ WB1 ） 2008/01/08 （灾害前） 2008/05/13 （灾害后） PALSAR （ FBS ） 2008/02/05 （灾害前） 2008/02/17 （灾害前） 2008/03/05 （灾害前） 2008/05/14 （灾害后） 2008/05/19 （灾害后）

四、流行病预警初探

1 、震后流行病实地调查；2 、 震后相关数据初步分析结果；3 、震后社会环境变化与高血压发病率

关系研究思路。

与水相关的传染病 ;

饮用水，生活用水，居住地周边水环境……

与人群密集相关的疫病 ;

帐篷居住人数，帐篷密度，其它居住条件……媒介传染病 ;

蚊子，死亡家禽处置……与自然灾害相关的其他疾病 ;

疯狗灾难供给中断造成的疾病 .

消毒，药品供应（破伤风针剂，降压药等）……

1 、震后流行病实地调查

5 月 16 日—— 5 月 20 日灾区实地调查地点

1、震后流行病实地调查

研究组成员对灾民安置点的灾民安置情况进行调查

1、震后流行病实地调查

绵阳市九州体育馆是震后灾民人数最多的灾民安置点，它主要安置着来自绵阳北川，绵竹和安县的灾民，最多时达 4万余人。 左图为灾民安置点外的灾民临时分区图，政府按照不同的分区照顾灾民。

1、震后流行病实地调查

绵阳市九州体育馆灾民安置点周边及内部景观

人口密度： 4~6人 /10平方米饮用水状况：矿泉水为主 食品状况：方便面为主消毒状况：每日 3-4次厕所情况：一般 /经过消毒医疗条件：一般，普通药品齐全防疫条件：优公共卫生状况：部分骨伤患者；存在部分高血压、糖尿病病例；医护人员相对紧张

1、震后流行病实地调查

成都市青羊区体育馆人口密度： 2~4人 /10平方米饮用水状况：矿泉水食品状况：方便面、食堂消毒状况：每日 4次厕所情况：优 /经过消毒医疗条件：医疗队伍、救护车进驻， 药品齐全，有定点医院防疫条件：优公共卫生状况：病患得到及时医治

1、震后流行病实地调查

震后实地调查小结• 震后灾民安置点人口密度极大；

• 虽然良好的防疫工作遏制了短期传染病的发生，但是因为药品供应不及时、心理障碍等影响，高血压、呼吸道疾病等均有发病率升高的迹象；

• 震后自然环境改变也增加了中长期传染病潜在爆发的风险。

地震灾区 AOD 时空分布序列图（上午 10： 30 ）

震中2、震后相关数据初步分析结果

地震灾区 AOD 时空分布序列图 （下午 14： 30 ）

震中2、震后相关数据初步分析结果

地震灾区大气颗粒物Small Mode Fraction 时空分布序列图

震中

2、震后相关数据初步分析结果

灾区近地面空气相对湿度空间分布图2008-05-07 21： 00 2008-05-19 21： 00

2、震后相关数据初步分析结果

震中

2、震后相关数据初步分析结果

地震灾区日降水总量遥感时空分布序列图

3、震后社会环境变化与高血压发病率关系研究思路

地震影响

房屋倒塌

道路损毁

公共卫生环境变化

药品供应紧张

送诊难度大

社会环境变化

居住密度高

居住环境恶化

社会人群高风险区

卫生环境高风险区

高血压发病率

时空评估

灾区人口分布

灾区医疗服务分布

多要素风险建模

风险建模

时空动态模型

病理模型

统计模型人口迁移

交通阻塞

药品供给

送诊时间

医疗点分布

空间分析

5 月 18 日灾区道路中断图（来源：谷歌地图）

成都

绵阳

图例：中断道路

畅通道路

3、震后社会环境变化与高血压发病率关系研究思路

道路中断

震中到成都道路中断，使灾民转移需要绕行 图例：中断道路

畅通道路

3、震后社会环境变化与高血压发病率关系研究思路

映秀镇到收治灾民的成都军区总医院原本的路程仅为 111 公里，约 2小时。震后 213 国道中断，受伤灾民靠直升机转移。

图例：中断道路

畅通道路

3、震后社会环境变化与高血压发病率关系研究思路

北川县到绵阳原本的路程仅为 89.1 公里，约 1.5小时。震后道路多处受损，受伤灾民转移平均花费 3 天。

图例：中断道路

畅通道路

3、震后社会环境变化与高血压发病率关系研究思路

人口数

灾区各县人口分布图

3、震后社会环境变化与高血压发病率关系研究思路

高血压发病率实地调查数据

灾后人口分布变化

灾后医疗点分布状况

……

3、震后社会环境变化与高血压发病率关系研究思路

正在收集数据

对已收集到的数据进一步分析；

建立 5.12 大地震灾后流行病风险评估模型；

与相关部门加强合作，为减小 5·12 大地震后 流行病风险提供科学数据；

建立全国医疗实施空间分布信息系统；

实现灾后流行病应急的空间信息技术支持；

结合空间信息技术探索自然灾害发生后流行病防疫的有效途径。

五、今后工作展望

目前为止的合作单位

日本京都大学日本 JAXA

中国气象科学研究院

谢 谢！