胡 盼，何 藝，劉 韜，黃鐵軍，何 超

(1.湖北省航測遙感院, 湖北 武漢 430074；2.湖北省測繪工程院，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GIS是以移動互聯(lián)網(wǎng)為支撐、以GPS智能手機為終端的GIS系統(tǒng)，是繼桌面GIS、WebGIS之后又一新的技術熱點。移動定位、移動辦公等越來越成為企業(yè)或個人的迫切需求，移動GIS就是其中最核心的部分，使得各種基于位置的應用層出不窮[1]。移動GIS是綜合GIS與GPS及無線互聯(lián)網(wǎng)三者的一體化技術，是移動通信技術與地理信息技術相結(jié)合的產(chǎn)物，通常由無線通信網(wǎng)絡、移動終端設備、地理應用服務器及地理數(shù)據(jù)庫組成[2]。在新發(fā)傳染病不斷出現(xiàn)的當今，應用GIS可以分析流行病學涉及的空間數(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影響因子，從而在預測預警、防控措施及其效果評價等方面提供決策依據(jù)[3]。本文旨在探討移動GIS在傳染病防控中的應用。

1 移動GIS的組成和特點

1.1 移動GIS的組成

移動GIS主要由移動終端設備、無線通信網(wǎng)絡、地理應用服務器及空間數(shù)據(jù)庫組成[2]。

(1)移動GIS終端設備必須是便攜、低耗的,適合于地理應用,并且可以用來快速、精確定位和地理識別的設備[4]。用戶通過該終端向遠程的地理信息服務器發(fā)送服務請求，然后接收服務器傳送的計算結(jié)果并顯示出來[5]。全面普及且功能強大的智能手機已變?yōu)橛脩舻牡谝贿x擇。

(2)無線通信網(wǎng)絡是連接用戶終端和應用服務器的紐帶，它將用戶的需求無線傳輸給地理信息應用服務器，再將服務器的分析結(jié)果傳輸給用戶終端[6]。移動GIS的無線通信網(wǎng)絡方式由從20世紀90年代前期移動GIS剛形成時的個人移動電臺，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。

(3)地理應用服務器為移動GIS用戶提供大范圍的地理服務及潛在的空間分析和查詢操作服務[7]。應具備以下功能：數(shù)據(jù)的整理和存儲功能、地理信息空間查詢和分析功能、圖形和屬性查詢功能，以及強計算能力和處理超大量訪問請求的能力；數(shù)據(jù)更新功能，及時向移動環(huán)境中的客戶提供動態(tài)數(shù)據(jù)；可連接空間數(shù)據(jù)庫，對海量數(shù)據(jù)進行存儲和管理[8]。

(4)移動空間數(shù)據(jù)庫是移動GIS的數(shù)據(jù)存儲中心，且能對數(shù)據(jù)進行管理，為移動應用提供各種空間位置數(shù)據(jù)，是地理應用服務器實現(xiàn)地理信息服務的數(shù)據(jù)來源[2]。移動空間數(shù)據(jù)庫使得移動終端設備可以與多種數(shù)據(jù)源進行交互，從而屏蔽固定網(wǎng)絡環(huán)境的差異，優(yōu)化查詢條件[9]。

1.2 移動GIS的特點

移動GIS包含傳統(tǒng)GIS的數(shù)據(jù)采集、整理、儲存、查詢、空間分析和結(jié)果展示等常規(guī)功能，同時具有以下幾個特點：

(1)移動性。由于移動GIS是運行在各類移動終端設備上，客戶端借助于無線通信技術與服務器端交互，使得用戶無論在何時何地(前提是有無線運營商提供服務)都能獲取空間信息服務。

(2)客戶端多樣性。移動GIS客戶端包括嵌入了GPS芯片或北斗芯片等有定位功能的室外移動終端設備，也包括室內(nèi)終端設備(室內(nèi)設備通常用于管理系統(tǒng))，其可供選擇的范圍非常廣泛。既可以是擁有強大數(shù)學計算能力的電腦，也可以是屏幕較小、功能受限的各類移動計算終端，如PDA、移動電話等，甚至可以是專用的GIS嵌入設備，這決定了移動GIS應該是一個開放的可伸縮的平臺[10]。

(3)服務實時性。移動GIS最大的特點就是在各種導航定位設備的支持下，在移動的過程中，不受限制地把采集到的相關信息及時處理并發(fā)布給用戶[11]。

(4)數(shù)據(jù)資源分散、多樣性。移動GIS運行平臺建立于無線互聯(lián)網(wǎng)技術之上，極大地拓展了其應用范圍。由于移動用戶的位置是不斷變化的，移動用戶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)源都無法滿足所有的移動數(shù)據(jù)請求[12]。

(5)信息載體的多樣性。在移動GIS中，用戶與服務器、用戶與用戶之間的交互方式呈多樣化，如圖像、文本、語音、視頻及定位信息服務等。

2 移動GIS在傳染病防控中的應用

GIS技術的逐漸成長為傳染病的防控和科學研究指出了新的道路。歷史上，很早已將該地圖用到該領域中，通過進行數(shù)據(jù)管理分析，獲得大量數(shù)據(jù)與信息[3]。1854年英國霍亂大流行，那個時代醫(yī)學水平尚不發(fā)達，主流觀點認為霍亂是通過空氣傳播的。英國醫(yī)生約翰·斯諾(John Snow，1813—1858年)認為霍亂很有可能是通過飲用水傳播。他通過各種方法獲取到病亡者的住址，并在地圖上標出死于霍亂之人的位置，通過分析后將傳染源鎖定在布勞德大街的公用水井上，因為通過地圖很明顯發(fā)現(xiàn)病亡者數(shù)量和分布以水井為中心擴散開來。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)測預警、疫情分析、突發(fā)公共衛(wèi)生事件應對、管理與決策研究等。相對于傳統(tǒng)GIS，移動GIS在傳染病防控中無疑具有更大的優(yōu)勢。在本次新冠肺炎疫情防控中，移動GIS的作用得到了充分的體現(xiàn)。

2.1 疫情監(jiān)測及分析

移動GIS應用于流行病學調(diào)查和疫情監(jiān)測中，可以顯示流行病空間位置分布與實時動態(tài)變化情況。傳統(tǒng)GIS用于傳染病防控中，用戶主要為政府工作人員和流行病學專家。隨著智能手機的全面普及，廣大居民都可以成為用戶。疫情成果發(fā)布后幾乎能覆蓋全體國民，對“群防群控”起到了很大的推動作用。開發(fā)者通過官方發(fā)布的疫情數(shù)據(jù)制作各種專題地圖，廣大居民在保持網(wǎng)絡暢通的情況下隨時隨地打開手機就能看到實時疫情地圖與疫情動態(tài)變化情況(如圖1所示)。有的開發(fā)者還發(fā)布了小區(qū)疫情地圖，可幫助用戶實時查看自己周圍小區(qū)感染情況，規(guī)避感染風險。同時流行病學調(diào)查人員也可以利用移動GIS快速采集、上傳疫情相關信息。衛(wèi)生防疫專家借助GIS的顯示和分析功能，評估疫區(qū)的疫情發(fā)展情況，利用各種空間分析功能，及時鎖定最有可能的傳染源；同時盡快隔離牽涉到的人員，并封鎖危險系數(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，先后采取了堅決、果斷的防疫措施。

圖1 某開發(fā)者發(fā)布的疫情地圖

2.2 助力感染者識別和隔離

“四早”(早發(fā)現(xiàn)、早報告、早隔離、早治療)是傳染病防控的重要手段。在還沒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]，通過調(diào)取手機用戶一段時間的位置信息，獲取其行動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GIS的一種應用(如圖2所示)?！敖】荡a”以真實數(shù)據(jù)為基礎，由市民通過手機終端自行網(wǎng)上申報健康狀況，經(jīng)過位置信息等大數(shù)據(jù)比對，判定市民的風險等級，生成屬于個人的二維碼作為個人在當?shù)爻鋈胪ㄐ械囊粋€電子憑證，大大減輕了疫情防控期間入戶排查及卡口檢查的工作量。

圖2 健康碼

3 結(jié) 語

隨著我國經(jīng)濟的不斷增長和科技的不斷進步，GIS的運用更為廣泛，已成為傳染病控制的重要組成部分[14]。移動互聯(lián)和GIS開始進入生活的各個層面，GIS的社會化時代已經(jīng)到來[15]。移動GIS可為用戶及管理者提供隨時隨地的位置信息服務，作為移動終端設備的智能手機普及率也越來越高。得益于移動GIS的移動性、服務實時性，可以為傳染病防控帶來很大幫助。未來隨著技術的發(fā)展，可以考慮在疫情防控期間，利用各種手機應用程序，獲取用戶位置信息，建立移動對象數(shù)據(jù)庫用于防控。通過每個移動對象(人)的運動軌跡，結(jié)合大數(shù)據(jù)分析篩選高危人群。當然，其中涉及的法律和海量數(shù)據(jù)處理技術問題還需要進一步研究。