胡 盼，何 藝，劉 韜，黃鐵軍，何 超

(1.湖北省航測(cè)遙感院, 湖北 武漢 430074；2.湖北省測(cè)繪工程院，湖北 武漢 430074；3.武漢市交通發(fā)展戰(zhàn)略研究院，湖北 武漢 430017)

移動(dòng)GIS是以移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)為支撐、以GPS智能手機(jī)為終端的GIS系統(tǒng)，是繼桌面GIS、WebGIS之后又一新的技術(shù)熱點(diǎn)。移動(dòng)定位、移動(dòng)辦公等越來(lái)越成為企業(yè)或個(gè)人的迫切需求，移動(dòng)GIS就是其中最核心的部分，使得各種基于位置的應(yīng)用層出不窮[1]。移動(dòng)GIS是綜合GIS與GPS及無(wú)線(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)三者的一體化技術(shù)，是移動(dòng)通信技術(shù)與地理信息技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，通常由無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)終端設(shè)備、地理應(yīng)用服務(wù)器及地理數(shù)據(jù)庫(kù)組成[2]。在新發(fā)傳染病不斷出現(xiàn)的當(dāng)今，應(yīng)用GIS可以分析流行病學(xué)涉及的空間數(shù)據(jù)，分析疾病隨區(qū)域的分布和變化，研究致病因子及有關(guān)影響因子，從而在預(yù)測(cè)預(yù)警、防控措施及其效果評(píng)價(jià)等方面提供決策依據(jù)[3]。本文旨在探討移動(dòng)GIS在傳染病防控中的應(yīng)用。

1 移動(dòng)GIS的組成和特點(diǎn)

1.1 移動(dòng)GIS的組成

移動(dòng)GIS主要由移動(dòng)終端設(shè)備、無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)、地理應(yīng)用服務(wù)器及空間數(shù)據(jù)庫(kù)組成[2]。

(1)移動(dòng)GIS終端設(shè)備必須是便攜、低耗的,適合于地理應(yīng)用,并且可以用來(lái)快速、精確定位和地理識(shí)別的設(shè)備[4]。用戶(hù)通過(guò)該終端向遠(yuǎn)程的地理信息服務(wù)器發(fā)送服務(wù)請(qǐng)求，然后接收服務(wù)器傳送的計(jì)算結(jié)果并顯示出來(lái)[5]。全面普及且功能強(qiáng)大的智能手機(jī)已變?yōu)橛脩?hù)的第一選擇。

(2)無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)是連接用戶(hù)終端和應(yīng)用服務(wù)器的紐帶，它將用戶(hù)的需求無(wú)線(xiàn)傳輸給地理信息應(yīng)用服務(wù)器，再將服務(wù)器的分析結(jié)果傳輸給用戶(hù)終端[6]。移動(dòng)GIS的無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)方式由從20世紀(jì)90年代前期移動(dòng)GIS剛形成時(shí)的個(gè)人移動(dòng)電臺(tái)，到基于蜂窩通信的GSM、GPRS、CDMA以及現(xiàn)如今廣泛使用的4G通信技術(shù)。

(3)地理應(yīng)用服務(wù)器為移動(dòng)GIS用戶(hù)提供大范圍的地理服務(wù)及潛在的空間分析和查詢(xún)操作服務(wù)[7]。應(yīng)具備以下功能：數(shù)據(jù)的整理和存儲(chǔ)功能、地理信息空間查詢(xún)和分析功能、圖形和屬性查詢(xún)功能，以及強(qiáng)計(jì)算能力和處理超大量訪(fǎng)問(wèn)請(qǐng)求的能力；數(shù)據(jù)更新功能，及時(shí)向移動(dòng)環(huán)境中的客戶(hù)提供動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)；可連接空間數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和管理[8]。

(4)移動(dòng)空間數(shù)據(jù)庫(kù)是移動(dòng)GIS的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心，且能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，為移動(dòng)應(yīng)用提供各種空間位置數(shù)據(jù)，是地理應(yīng)用服務(wù)器實(shí)現(xiàn)地理信息服務(wù)的數(shù)據(jù)來(lái)源[2]。移動(dòng)空間數(shù)據(jù)庫(kù)使得移動(dòng)終端設(shè)備可以與多種數(shù)據(jù)源進(jìn)行交互，從而屏蔽固定網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的差異，優(yōu)化查詢(xún)條件[9]。

1.2 移動(dòng)GIS的特點(diǎn)

移動(dòng)GIS包含傳統(tǒng)GIS的數(shù)據(jù)采集、整理、儲(chǔ)存、查詢(xún)、空間分析和結(jié)果展示等常規(guī)功能，同時(shí)具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

(1)移動(dòng)性。由于移動(dòng)GIS是運(yùn)行在各類(lèi)移動(dòng)終端設(shè)備上，客戶(hù)端借助于無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)與服務(wù)器端交互，使得用戶(hù)無(wú)論在何時(shí)何地(前提是有無(wú)線(xiàn)運(yùn)營(yíng)商提供服務(wù))都能獲取空間信息服務(wù)。

(2)客戶(hù)端多樣性。移動(dòng)GIS客戶(hù)端包括嵌入了GPS芯片或北斗芯片等有定位功能的室外移動(dòng)終端設(shè)備，也包括室內(nèi)終端設(shè)備(室內(nèi)設(shè)備通常用于管理系統(tǒng))，其可供選擇的范圍非常廣泛。既可以是擁有強(qiáng)大數(shù)學(xué)計(jì)算能力的電腦，也可以是屏幕較小、功能受限的各類(lèi)移動(dòng)計(jì)算終端，如PDA、移動(dòng)電話(huà)等，甚至可以是專(zhuān)用的GIS嵌入設(shè)備，這決定了移動(dòng)GIS應(yīng)該是一個(gè)開(kāi)放的可伸縮的平臺(tái)[10]。

(3)服務(wù)實(shí)時(shí)性。移動(dòng)GIS最大的特點(diǎn)就是在各種導(dǎo)航定位設(shè)備的支持下，在移動(dòng)的過(guò)程中，不受限制地把采集到的相關(guān)信息及時(shí)處理并發(fā)布給用戶(hù)[11]。

(4)數(shù)據(jù)資源分散、多樣性。移動(dòng)GIS運(yùn)行平臺(tái)建立于無(wú)線(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)之上，極大地拓展了其應(yīng)用范圍。由于移動(dòng)用戶(hù)的位置是不斷變化的，移動(dòng)用戶(hù)需要的信息也是多種多樣的，這就需要系統(tǒng)支持不同的傳輸方式，任何單一的數(shù)據(jù)源都無(wú)法滿(mǎn)足所有的移動(dòng)數(shù)據(jù)請(qǐng)求[12]。

(5)信息載體的多樣性。在移動(dòng)GIS中，用戶(hù)與服務(wù)器、用戶(hù)與用戶(hù)之間的交互方式呈多樣化，如圖像、文本、語(yǔ)音、視頻及定位信息服務(wù)等。

2 移動(dòng)GIS在傳染病防控中的應(yīng)用

GIS技術(shù)的逐漸成長(zhǎng)為傳染病的防控和科學(xué)研究指出了新的道路。歷史上，很早已將該地圖用到該領(lǐng)域中，通過(guò)進(jìn)行數(shù)據(jù)管理分析，獲得大量數(shù)據(jù)與信息[3]。1854年英國(guó)霍亂大流行，那個(gè)時(shí)代醫(yī)學(xué)水平尚不發(fā)達(dá)，主流觀點(diǎn)認(rèn)為霍亂是通過(guò)空氣傳播的。英國(guó)醫(yī)生約翰·斯諾(John Snow，1813—1858年)認(rèn)為霍亂很有可能是通過(guò)飲用水傳播。他通過(guò)各種方法獲取到病亡者的住址，并在地圖上標(biāo)出死于霍亂之人的位置，通過(guò)分析后將傳染源鎖定在布勞德大街的公用水井上，因?yàn)橥ㄟ^(guò)地圖很明顯發(fā)現(xiàn)病亡者數(shù)量和分布以水井為中心擴(kuò)散開(kāi)來(lái)。這便是歷史上赫赫有名的“斯諾的霍亂地圖”。GIS在傳染病防控中主要用于疫情監(jiān)測(cè)預(yù)警、疫情分析、突發(fā)公共衛(wèi)生事件應(yīng)對(duì)、管理與決策研究等。相對(duì)于傳統(tǒng)GIS，移動(dòng)GIS在傳染病防控中無(wú)疑具有更大的優(yōu)勢(shì)。在本次新冠肺炎疫情防控中，移動(dòng)GIS的作用得到了充分的體現(xiàn)。

2.1 疫情監(jiān)測(cè)及分析

移動(dòng)GIS應(yīng)用于流行病學(xué)調(diào)查和疫情監(jiān)測(cè)中，可以顯示流行病空間位置分布與實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)變化情況。傳統(tǒng)GIS用于傳染病防控中，用戶(hù)主要為政府工作人員和流行病學(xué)專(zhuān)家。隨著智能手機(jī)的全面普及，廣大居民都可以成為用戶(hù)。疫情成果發(fā)布后幾乎能覆蓋全體國(guó)民，對(duì)“群防群控”起到了很大的推動(dòng)作用。開(kāi)發(fā)者通過(guò)官方發(fā)布的疫情數(shù)據(jù)制作各種專(zhuān)題地圖，廣大居民在保持網(wǎng)絡(luò)暢通的情況下隨時(shí)隨地打開(kāi)手機(jī)就能看到實(shí)時(shí)疫情地圖與疫情動(dòng)態(tài)變化情況(如圖1所示)。有的開(kāi)發(fā)者還發(fā)布了小區(qū)疫情地圖，可幫助用戶(hù)實(shí)時(shí)查看自己周?chē)^(qū)感染情況，規(guī)避感染風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)流行病學(xué)調(diào)查人員也可以利用移動(dòng)GIS快速采集、上傳疫情相關(guān)信息。衛(wèi)生防疫專(zhuān)家借助GIS的顯示和分析功能，評(píng)估疫區(qū)的疫情發(fā)展情況，利用各種空間分析功能，及時(shí)鎖定最有可能的傳染源；同時(shí)盡快隔離牽涉到的人員，并封鎖危險(xiǎn)系數(shù)較高的區(qū)域。在本次疫情防控中，各地政府根據(jù)自身疫情發(fā)展情況，先后采取了堅(jiān)決、果斷的防疫措施。

圖1 某開(kāi)發(fā)者發(fā)布的疫情地圖

2.2 助力感染者識(shí)別和隔離

“四早”(早發(fā)現(xiàn)、早報(bào)告、早隔離、早治療)是傳染病防控的重要手段。在還沒(méi)有新冠肺炎特效藥之前，做到“四早”，是防控新冠肺炎疫情的最好辦法。暴露史和接觸史是早期發(fā)現(xiàn)傳染病患者和感染者的重要信息[13]，通過(guò)調(diào)取手機(jī)用戶(hù)一段時(shí)間的位置信息，獲取其行動(dòng)軌跡可以輔助研判其是否有暴露史和接觸史，可作為是否需要隔離觀察的依據(jù)之一。此次疫情防控中，各地紛紛推出的“健康碼”也是移動(dòng)GIS的一種應(yīng)用(如圖2所示)。“健康碼”以真實(shí)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，由市民通過(guò)手機(jī)終端自行網(wǎng)上申報(bào)健康狀況，經(jīng)過(guò)位置信息等大數(shù)據(jù)比對(duì)，判定市民的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，生成屬于個(gè)人的二維碼作為個(gè)人在當(dāng)?shù)爻鋈胪ㄐ械囊粋€(gè)電子憑證，大大減輕了疫情防控期間入戶(hù)排查及卡口檢查的工作量。

圖2 健康碼

3 結(jié) 語(yǔ)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷增長(zhǎng)和科技的不斷進(jìn)步，GIS的運(yùn)用更為廣泛，已成為傳染病控制的重要組成部分[14]。移動(dòng)互聯(lián)和GIS開(kāi)始進(jìn)入生活的各個(gè)層面，GIS的社會(huì)化時(shí)代已經(jīng)到來(lái)[15]。移動(dòng)GIS可為用戶(hù)及管理者提供隨時(shí)隨地的位置信息服務(wù)，作為移動(dòng)終端設(shè)備的智能手機(jī)普及率也越來(lái)越高。得益于移動(dòng)GIS的移動(dòng)性、服務(wù)實(shí)時(shí)性，可以為傳染病防控帶來(lái)很大幫助。未來(lái)隨著技術(shù)的發(fā)展，可以考慮在疫情防控期間，利用各種手機(jī)應(yīng)用程序，獲取用戶(hù)位置信息，建立移動(dòng)對(duì)象數(shù)據(jù)庫(kù)用于防控。通過(guò)每個(gè)移動(dòng)對(duì)象(人)的運(yùn)動(dòng)軌跡，結(jié)合大數(shù)據(jù)分析篩選高危人群。當(dāng)然，其中涉及的法律和海量數(shù)據(jù)處理技術(shù)問(wèn)題還需要進(jìn)一步研究。