灾后疫情遥感监测体系研究进展(一)
灾后疫情遥感监测体系研究进展(一)
大灾之后易有大疫，这是疫病发生与流行的规律，也是历史经验〔1,2〕。灾害发生后，传染病暴发引起的人员伤亡有可能超过灾害事件本身造成的人员伤亡，严重影响灾区的救灾效率和生活、生产的恢复。因此，加强重大自然灾害发生后传染病病源监测和控制是应对传染病突发事件，有效开展综合减灾的重要举措。疫情监测主要指对疫情区域环境条件的监测和疫病感染者身体状况的监测。目前，在灾后疫情监测方面，应用较多的是现场调查法，比较适合疫情感染者身体状况的监测和小范围疫情区环境条件的监测，而对于大范围的疫情区域的监测，应用遥感技术则具有时效性强、费用相对较低、信息量大、灵活性强等优点，同时还可以进行疫情风险监测、发布预警等。本文基于传染病暴发及其传播机制，对遥感技术在灾后疫情监测中的应用及其灾后疫情监测体系研究进展做一综述。
1遥感技术在疫情监测中的应用现状
国外在应用遥感技术进行疫情监测方面的研究起步较早。1971年，美国学者Cline首次提出将航空遥感影像作为流行病学研究工具的设想〔3〕。随后，美国国家航空和宇宙航行局（NASA）与得克萨斯大学合作研究，对遥感技术在传染病监测中应用的可行性进行了证实〔4〕，标志着遥感技术在疫情监测中应用的可行性理论研究与论证工作的开始。在后来的研究中，众多学者利用诺阿(NOAA)、梅托沙(METEOSAT)等气象卫星影像数据对气温、湿度、饱和差、降雨量、植被覆盖等与疫情发生与流行有关的气候环境因素进行研究和分析〔5，6〕，以及利用斯鲍特(SPOT)、地球资源探测(LANDSAT)、蒂姆(TM)等系列卫星对地形、地貌、植被结构、植被丰度、地表湿度等可以用于疫情识别、预警的地理因素进行研究和分析〔7，8〕。我国在应用遥感技术进行疫情监测方面的工作起步较晚。但已取得一定成果，包括应用地理信息系统对钉螺、鼠疫、疟疾等流行病的空间分布、风险分析，以及与降雨量、空气湿度等环境因素之间的定性、定量关系进行的研究〔9-15〕，还有应用遥感、地理信息系统等遥感技术对疟疾、血吸虫、钉螺等流行病进行趋势预测研究〔16-20〕等等。目前国内外在遥感技术支持下的疫情监测研究主要集中在实验型研究阶段，已有的成果仅局限于理论方面的探索研究，相应的理论、方法、模型、技术流程尚不成熟，有关实际应用方面的研究开展的较少，尤其在与综合减灾业务结合方面仍然是一个空白。
2遥感技术在灾后疫情监测中应用的理论基础
疫情暴发流行与环境因子关系密切蚊媒的孳生、繁殖与自然因素密切相关，其中气温、降雨量、相对湿度为主要影响因素〔20〕。许多疫情的发生和流行与地理位置、海拔高度、空气湿度、居住环境等空间信息密切相关。研究表明，约80％的流行病学资料具有空间属性〔4〕，部分疫情的暴发流行与环境因子密不可分。对这类传染病来说，监测控制其赖以暴发流行的环境因子，是揭示疫情发生机制、提高疫情防治效率的重要途径。
自然灾害导致灾区生态环境突变自然灾害发生，除了本身造成社会经济损失和人员伤亡外，还可能引发疫情，因为灾害发生往往会造成灾区生态环境的突变。具体表现为：（1）灾害可滋生疫情暴发流行环境，加快病原体的扩散和传播速度，极易造成一些自然疫源性疫病的流行。（2）灾害可降低灾民的疫情抵抗力，临时安置的灾民往往流动性强、居住环境、生活条件差，机体抵抗力大大降低，增加疫情发生与传播的机率。（3）灾害可破坏灾民日常医疗体系，难以及时进行病情诊断和治疗，延缓救治时间，扩大疫情传播、流行范围。
遥感技术是灾区疫情监测的重要技术手段遥感技术能比较快速、准确、客观地监测地表环境因素的变化，且具有覆盖面广、信息丰富、可重复观测、不受地理环境条件约束等特征。建立灾后疫情案例数据库，基于空间信息技术和传染病病理学，研究分析灾后疫情发生、流行与周围环境因子之间的关联关系，并应用数理统计方法确定引发疫情发生与流行的主导性环境因子及其临界值。当区域灾害风险增大时，结合灾后疫情案例库判断灾害可能会引发的疫情种类。在进行灾害风险遥感监测的同时，也开展植被结构、植被丰度、降雨量、水系
灾后疫情遥感监测体系研究进展(一)
分布、地表湿度、地表温度等灾后疫情主导性因子的遥感监测。然后，综合分析区域自然因子、传染病预防与控制物资筹备、传染病应急处置能力等，进行灾后疫情风险分析和预警，为灾后疫情的预防和控制提供决策支持依据，灾后疫情遥感监测流程见图1。
3遥感技术支持下的灾后疫情监测体系建设
疫情数据库管理系统灾后疫情数据库管理系统是遥感技术支持下的灾后疫情监测体系建设的基础，它直接影响着疫情风险预警、评估和救助的工作效率，影响着综合减灾的效率，包括引发疫情的灾害案例收集、灾后疫情形成机制分析、疫情数据库管理系统研究开发等内容。其中，灾害案例是分析灾后疫情成灾机制的依据，在收集引发疫情灾害案例的基础上，分析疫情区地形、地貌、相对湿度、海拔高度等居住环境，以及人口密度、居民年龄比例、居民性别比例、居住区植被覆盖度、水源污染情况等居住条件，并按照灾种、时间、区域等标准进行程序化处理。
灾后疫情风险等级划分体系灾后疫情是灾害事件直接导致的结果。所以，灾后疫情风险等级的划分与灾害事件本身密不可分，只有在灾害风险分析的基础上才可以确定灾后疫情风险等级。通过分析灾害风险，并结合灾后疫情案例数据库，确定灾害可能引发的疫情事件类型。然后，综合考虑灾害风险区自然因子（气温、降雨量、相对湿度、海拔高度等）、居住环境（人口密度、人口年龄构成、疫情暴发频次、疫情损失等）、预防与控制物资储备（救灾物资、疫苗、药物、医疗器械等）、预防与控制能力（卫生处理能力、应急响应能力、医疗水平等）等，在空间信息技术与数理统计模型的支持下，建立风险评价指标体系与方法体系，对灾后疫情风险进行等级划分。
图1灾后疫情遥感监测流程图（略）
一般情况下，以一个相同的指标体系对不同的疫情进行风险评估是可行的。但是，由于不同疫情暴发与流行的媒介生物、病原体及其他影响因素不尽相同，而且灾民对传染病的抵抗力也存在很大差异。所以，在使用灾后疫情风险等级评估体系时，要具体疫情具体对待，并根据实际情况进行必要的调整。
灾后疫情风险早期预警体系与灾害事件相比，灾区疫情的发生具有一定的滞后性，即灾害事件发生后，随着环境条件的恶化，病菌生存、繁殖的环境，以及传播的媒介逐渐形成，并开始作用于人体，从而导致疫情的暴发与流行。因此，基于遥感技术，建立灾后疫情风险早期预警体系，可以有效预防与控制灾区灾后疫情的暴发与流行。具体内容如下：（1）建立疫情预警业务运行机制：灾害给灾区带来的影响和损失是多方面的，但是这些影响和损失都可以通过灾民的伤亡程度加以体现。所以，灾害发生后，灾害应急救助工作的重点是救人，尽可能将人员伤亡降到最低。但是，在开展灾害应急救助的同时，也应该重视对灾区环境变化的监测，以预防灾后疫情的暴发与流行。因此，在现场调查与遥感技术相结合的基础上，建立灾区疫情预警业务运行机制，将灾区疫情监测预警工作纳入灾害应急监测评估与预警的业务体系中。（2）建立疫情预警技术方法体系：在灾区疫情监测中，关键是要选取合适的遥感影像，以提取与疫情有直接关系的环境因素的变化信息。同时，作为一种技术手段，遥感技术具有现场调查无法替代的优点，但却无法完全替代现场调查工作。所以，灾后遥感疫情预警技术方法体系包括多尺度遥感影像融合、遥感监测与地面监测疫情数据融合、遥感影像疫情信息识别等技术方法。（3）建立疫情预警产品制作标准与规范：为了统一制图标准，便于灾民识别和理解，有必要建立灾区疫情预警产品制作规范。即在遥感技术的支持下，研究确定灾区疫情预警产品快速制图的技术规范、数据处理模型、数据处理方法、预警产品制图等标准，建立遥感技术支持下的灾区疫情预警产品制作标准与规范，为灾区疫情预防与控制提供依据。
灾后疫情遥感监测体系研究进展(一)
