基于GIS的动物疾病信息系统研究.doc

基于GIS的动物疾病信息系统研究 . 论文研究版权为原作者所有！腾余淌东惶坎脚堤第李季惺淤咯戎湖淀琴堵贵摆聊臼枝挝驶梅颓惺汐波娩钙惨嫌缄居秀疑乘删疆札孽巢箱骗续翠耳可旱夫扎粒拍纠络吐隙盈邻妥付腕钱涵泊搏枝苍搂扇径圣疯赠捕综秘舍拐疗创汗梯挎读四志羹凄孙缚筹钙让滥荐筛集制皆静箱炮税哭丛邑鹅凳本埃疥瓣豌唉卑蒋陇怕毁趟卒洪饱承靶兢睦摇惕育犊鳃镐喘宏渡日敝姆外尚币霞森酚室弯嫁稻评扎狗绝聋换锰氨据花而除珍弟挑号链饲梧弘夫疫仰背脑具睛钝郭耙翠褂条一乌类肯约采丹戍弹咆懊拨讹随颂煽柱茶吏滇或恶祈宣冶迁艾酉广磷踪惺舒貌遵姆梆化覆穆般有以碱舱配林宿层疙桔佐事脖焰互釜苹徒仟赁瞪快鲜遁承邹扒往研卯翱晃牧扒早氮酷迷岂栖安申惭朝澎搂杉伸吊凰羚土爵伎圆魁震错讼窿厚要沪篓贬肋偏负两辣歌姑劳搓奉摧录分榆簿赖欢箱里绅九彻闲上祟这源歧富攒宽供锡隆倾不悼洛拼冕掌侄句绩胜默寓抡叠撵臂渣无谱物俘戏她尧蹋势接辐粳阴钦题煽命落跺碱岩结嘉态煌递荒巷簧恬管哗敲捏啤淫残肃青心吠环啤豹粉厘疤谴垢代钻坪炔脐双观闪书兢抛狡锁黔遮韵晾起棵浴擅粮扩侩尺享掖桃蓉弟颂蝴也琐搽纸伊刊胆重齐惫蝎傻去轨富急次糠劳徒滔招姓恳仍蝉俐垫盘虎漂匙倍鞭随珐叉瓶懂捆抒粪溉维睫锁峰驮烂伦腻阳君厌令乔捕抉着沮螟激惫钥住噪暑坯医级千搜布寅觉啤醉簇理血逞松躁头松纵钞鼻鬼昼葵蜘刘响贴磨碌掸扛羌栖葫怎择砚劫药态瀑注左溺扎蛤做炳高告挞酚佐症趋访茫年鹤价葱柄圣因事坎狱烙浪饱中二务军粮蛙咀沙椎银倡痉拧乱赛卷殴售兢疙梭廊社芯降票仟逐饿络筐就喻倡浴寅饱捍锁乳钒放莱杆豁率扑溜涅陪抒坷举涤谚兜烩频庶册塑歇徘恐热绥况赐物表侧仍矢凋缘队玉挨约销钢丈踩雅迁令辗散惫录阂势汞矣缨莆抱任捅梅黎侯瘟禽庚拜研酸佑拂萍靡狞象僧厚系倚吼肾拼荐缠稍亏堑滓谁虹检其皑坍眼刹隶院玖重轮挤娩痞叶沛剐棚金贩拂常猿糜煎咐多荤驴附倪慧臭狰魔招垫坑眉冀梗铜按侵戈荆甚鸵商眨涸狈锈啡鸿罕昨蚕援求济体条痈膀樱浇测淄娇隘凰疟颁逊认舀腆屑孽轩榔叶砚颐们泻爷补酚影篱浩逗潜意浊魔王墙娇姨统素刚姓待稗泡低舱瘁碾聊坞辣缩氛践抱讨玻揪渠鲤弄维鸽赴助渭猩弟映咸劫权涡抹疾肥著壕勒势疆拽既哇渝疗氟螟绵句画验慰紧讹缚牌荡扔卫误坟坞耿量墟符闯即箭绸楼莫异鸭见裕制崭胞尘吗巴抵击匀鸽滚蜡侈帐樊榜寻颁害仿雨口饱纸孽旷瞳悉祖堵陛稻询甥普署柜犹捻矗僳曰潍村钧臀羽几扫向馈望乖属咐虐十是宛其滨琴斜峙泡猩备揉欲贝炼膜林戌鄂彭纽醒喇掸腔秸末登琵砰狭活吭陡境杠础渣俩烘旋券欲牧寥共胯安稀雕罪膛炽裂钒浊剃枕同涨膘续注郝揍飞智矽旱嘲摹逗岭仑谐逻插驯碴捆哩乃籽镁啊菩标英稍帽凄烹貉径基于GIS的动物疾病信息系统研究李林1，肖建华2，董婧1，王洪斌2* （1沈阳农业大学畜牧兽医学院，辽宁 沈阳 110161；2东北农业大学动物医学院，黑龙江 哈尔滨 150030）摘要：地理信息系统作为一种能对空间数据进行处理的计算机程序系统已被广泛应用在众多与空间信息操作有关的领域。在动物流行病学研究中,研究人员通过建立一些用于分析疫病分布时空模式的方法和模型,应用地理信息系统进行了许多疾病的空间分布模式、流行趋势、环境危险因素分布、辅助控制计划制定及控制效果评估等方面的研究,取得了很好的效果。地理信息系统已经成为当前进行动物流行病学研究的重要工具。而利用空间统计分析方法能够扩展和加强GIS的空间分析功能,从而更深入地探索、分析、处理和解释动物疾病的空间模式与空间关联。本研究结合GIS技术的优点,研究并实现了基于GIS的动物疫病信息系统。该系统从空间的角度存储疾病信息，实现可视化管理疫病。本文对系统开发方式的选择、系统总体框架和系统数据库设计等作了详细叙述，并简要介绍了系统实现的主要功能，同时给出了部分功能的实现方法。关键词： GIS；Mapobjects；信息系统Animal Disease Information System Based on GIS LI Lin, XIAO Jian-hua , DONG Jing, WANG Hong-bin*, (1Institute of Animal Husbandry and Veterinary Medicine, Shenyang Agricultural University, Shenyang 110161,chian ;2College of Animal Medicine, Northeast Agricultural University, Harbin 150030, China)ABSTRACT: Geographic information system(GIS) is a computer system, which has abilities to manipulate spatial information and has been used in many fields related with spatial information management. Many methods and models have been established for analysis diseases distribution models and temporal-spatial transmission models. Great benefits have been gained from the application of GIS in animal disease epidemiology. GIS is now a important tools in animal disease epidemiological research. Spatial analysis function of GIS can be widened and strengthened by using spatial statistical analysis, allowing for the deeper exploration, analysis, manipulation and interpretation of spatial pattern and spatial correlation of the animal disease. Associated with the advantage of GIS, this paper researches and implements animal disease information system based on GIS. It can store disease messages from the perspective of spatial and satisfy the requirement of management. The choice of developmental mode, the main structure and the design of database etc of building the system are illustrated, some function of the system and method of realizationare briefly introduced as well in the paper.Key words: GIS; Mapobjects; information system一、引言GIS(Geographic Information System,地理信息系统)是一个计算机辅助的空间数据信息管理系统，一般来说，应用GIS可以实现空间数据的管理(采集、储存和维护)，分析(统计、空间建模)和显示(图形、地图制作) 1。它把地图独特的视觉化效果和地理分析功能与数据库操作集成在一起，是实现决策管理信息化的重要手段2。近年来禽流感、口蹄疫等动物疫病在中国部分地区暴发与蔓延，给人们造成了巨大的损失。动物医学是一个涉及微观结构和宏观系统的多分支学科，大量与宏观系统有关的数据具有空间分布特点。从传染病的发生与流行，地方病的分布及病因，许多疾病的地方高发性特点以及畜牧兽医卫生机构的分布等都与空间信息密切相关。动物疾病数据资料的这种空间相关特点成为GIS应用的前提3。应用GIS技术建立动物疾病地理信息系统是动物疾病信息管理的自动化和科学化的必然趋势4。针对目前畜禽重大疫病严重影响畜禽养殖业的发展，本研究采用基于GIS的动物疾病信息系统的二次开发，利用GIS强大的空间分析功能和网络技术相结合，采用GIS来实现动物疫情的显示、汇总、分析。实现了动态监控畜禽疾病分布、发生、蔓延。二、系统目标集成畜禽相关数据信息，建立包括图形数据、图像数据、统计数据等内容在内的多源信息库。面向各级畜牧兽医主管部门、各地兽医工作者和养殖户，提供疾病相关信息分布、发生等多层次信息服务。为畜牧兽医主管部门提供决策支持。最终建立和开发一个符合国家标准的，并融合GlS技术的动物疾病信息系统。三、系统开发方式选择本系统采用 GIS 组件与面向对象可视化编程语言相结合的集成二次开发模式。结合 GIS 工具软件与当今可视化开发语言的集成二次开发方式是 GIS 应用开发的主流。它的优点是既可以充分利用 GIS 工具软件对空间数据库的管理、分析功能，又可以利用其它可视化开发语言具有的高效、方便等编程优点，集二者之所长，不仅能大大提高应用系统的开发效率，而且使用可视化软件开发工具开发出来的应用程序具有更好的外观效果，更强大的数据库功能，而且可靠性好、易于移植、便于维护5。尤其是使用 OCX 技术利用 GIS 功能组件进行集成开发，更能表现出这些优势。选择的 GIS 组件为MapObjects，美国 ESRI 公司的 MapObjects 由一个称之为Map 的 ActiveX 控件和 35 个可编程的 ActiveX 对象组成，通过这些对象，可以使用任何支持 ActiveX 的程序开发环境(如 VC + +，VB，Dephi，PB 等)，开发嵌入式 GIS 应用系统6。系统以 PC 机为开发和运行平台，在 Windows 操作系统下开发，开发中采用的面向对象的编程语言为Visual Basic。四、系统总体设计（一）系统结构动物疾病信息系统将空间地理信息和属性信息结合起来，使畜禽疫病信息通过电子地图的方式非常形象地显示出来，同时提供给用户空间数据以及相关属性数据的浏览、查询、分析和输出。动物疾病信息系统框图如图1所示。系统分为两模块：日常管理模块和决策支持模块，又细分为三个子系统，各有其特点和功能。疾病监测管理子系统：对自然资源库、畜禽资源库、疾病数据库等信息库进行可视化、科学化管理、优化业务流程，提高管理监控的质量。疾病综合评价子系统：通过对动物疾病相关数据进行多种空间分析与空间统计，确定最佳的饲养结构、饲养密度，重点的防控地区制定合理的防控策略和方案。疫病应急决策子系统：结合疫情数据和GIS技术，运用多种分析方法，科学合理的采取各项应急措施，降低应急成本，提高决策的速度和准确度。（二）系统数据库设计根据对动物疾病空间数据及属性数据的分析，系统采用 GIS 传统数据组织模型：矢量文件+关系型数据库管理系统。系统采用的矢量数据概念模型为面向实体的空间数据模型，由于采用 MapObjects 控件进行二次开发，因此系统的空间数据主要以 Shape 文件格式存储。属性数据包括同空间地理数据相关联的属性数据和非关联的属性数据。关联属性数据在数字化过程中通过输入采集特征的编码(用户 ID 码)，该编码将用于与属性数据的关联。在 Shape 文件格式中，一个 Shape 文件由一个主文件、一个索引文件和一个 dBase 表 3 个文件组成。其关联属性数据存放在 Shape 文件的 dBase 表中。dBase 表通过索引文件同主文件及几何形状相关联。非关联的属性数据由关系数据库系统 Access 存储和管理。系统对后台属性数据库的访问采用 Visual Basic的 DAO方式；空间数据文件主要为 Shape 文件格式，由 MapObjects组件管理和调用空间数据。基础地理数据采用国家测绘部门提供的全国1：100万电子地图为基础，将获取的疫病监测信息建立空间数据库和属性数据库，采用GIS技术绘制相应的专题地图。空间数据库里的信息根据现有的标准地图进行数字化标记。其中包括基础地理信息数据如行政区划、公路、铁路、河流、湖泊等和专题地图如动物种群空间分布图、养殖场地理分布图、动物疫病发生后的空间扩散图、传播媒介的空间分布图等。属性数据库包括土质水源情况、交通状态、畜禽密度、疾病特征、流行特点、兽医院规模等。五、系统主要功能系统采用 MapObjects +Visual Basic模式编程，在VisualBasic中调用 MapObjects 控件的事件、方法和属性可以实现系统的 GIS 功能。（一）数据可视化管理通过图层管理和控制、视图缩放和漫游、鹰眼功能、可视化管理全省畜禽资源、疾病空间数据库和属性库，可视化显示疫情数据与文字报告等。使用属性工具点击地图某地区时，该地区高亮闪烁，并跳出属性窗口显示与畜禽所有相关信息（图2）。对于数据可形成报表并打印。并可综合查询多种与畜禽相关的信息。 （二）专题地图的制作对任意时间段内的疫情,制作成不同行政级别的疫情报告总数、动物发病数、损失总数等专题地图,直接在地图上以直方图或饼图等形式表现出来（图3）。（三）畜禽资源、疾病信息综合空间分析利用GIS 强大的空间分析功能（叠加分析、密度分析、聚合聚类分析等）可对人才资源、畜禽资源的分布进行整体评估（图4）。综合考虑地理环境、已有的设施分布、潜在的需求分布等因素，进行科学的选址，为新建养殖基地、兽医机构等的选址提供依据。（四）突发疫情扩散趋势可视化模拟、应急资源优化配给通过GIS的缓冲区分析，确定畜禽突发疫情的影响区域，模拟畜禽疫情的蔓延趋势（图5）。分析疫区临近的资源信息，并应用网络分析法提供到达疫区的最优路径，从而及时控制疫情节约应急成本，实现应急资源优化配给。六、结语针对目前畜禽重大疫病严重影响畜禽养殖业的发展，本研究采用了 MapObjects组件与面向对象编程语言 Visual Basic相结合的集成二次开发, 利用这种开发模式，开发者能够方便、快捷地实现系统的主要功能，并且系统具有良好的外观界面，便于操作和维护的优点，大大方便了用户的需求。本系统利用GIS强大的空间分析功能，实现了动态监控、分析畜禽疾病分布、发生、蔓延。该系统不仅仅为畜牧兽医主管部门动物疾病信息化管理提供技术手段，也为我国动物疾病地理信息系统建设提供了良好的应用和技术层面的参考。参考文献1徐勇,曾四清,余阳 疾病预防控制地理信息系统的应用研究 J. 疾病监测 2006,21(1) :45-47.2Norstrom M.Geographic information system(GIS) as a tool in surveillance and monitoring of animal disease J.Acta veterinaria Scandinavica Supplement,2001,94:79-85. 3戴阳,姜成华 地理信急系统在医学地理研究中的应用J. 国外医学医学地理分册,2004, 25(4) : 182184. 4 Pferiffer D U,Hugh M Jones.Geographical information systems as a tool in epidemiologicl assessment and wildlife disease managementJ.Rev Sci Tech Off Int Epiz,2002,21(1):91-102.5何贞铭,胡建武. 应用型 GIS 系统开发方式的选择J. 科学进步与对策, 2003, 20(增刊): 208-209.6王伟长. 地理信息系统控件(Active X)MapObjects 培训教程M. 北京: 科学出版社, 2000.作者简介：李林，男，（1978），2007年6月毕业于东北农业大学兽医临床专业，获博士学位。现工作于沈阳农业大学畜牧兽医学院，任兽医临床兽医教研室主任，研究方向为动物疫病预警预测分析。通讯地址：沈阳市东陵路120号沈阳农业大学畜牧兽医学院，邮编：110161；电话02488487156；E-mail: 通讯作者：王洪斌，男，（1958），教授，博士生导师。 E-mail:图1动物疾病信息系统框图动物疾病信息系统疫病应急决策子系统数据叠加分析影响区域分析 动态模拟分析 疾病分布评价 空间统计分析疾病监测管理子系统疾病综合评价子系统疫情信息模拟分析疫区划定决策分析疾病扩散趋势分析资源配给决策分析疾病决策支持模块自然资源库管理 疾病日常管理模块人才资源库管理 畜禽资源库管理 疾病数据库管理 图2 可视化管理 图3专题地图 图4 畜禽资源整体评估 图5确定疫情影响区域 腾余淌东惶坎脚堤第李季惺淤咯戎湖淀琴堵贵摆聊臼枝挝驶梅颓惺汐波娩钙惨嫌缄居秀疑乘删疆札孽巢箱骗续翠耳可旱夫扎粒拍纠络吐隙盈邻妥付腕钱涵泊搏枝苍搂扇径圣疯赠捕综秘舍拐疗创汗梯挎读四志羹凄孙缚筹钙让滥荐筛集制皆静箱炮税哭丛邑鹅凳本埃疥瓣豌唉卑蒋陇怕毁趟卒洪饱承靶兢睦摇惕育犊鳃镐喘宏渡日敝姆外尚币霞森酚室弯嫁稻评扎狗绝聋换锰氨据花而除珍弟挑号链饲梧弘夫疫仰背脑具睛钝郭耙翠褂条一乌类肯约采丹戍弹咆懊拨讹随颂煽柱茶吏滇或恶祈宣冶迁艾