遥感、地理信息和全球定位系统在钉螺监测中的应用进展

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应用预防医学2014年6月第20卷第3期AppliedPrevMed,June2014,Vol20No.3

文章编号：1673-758X(2014)03-0190-04中图分类号：R532.21文献标识码：A

遥感、地理信息和全球定位系统在钉螺监测中的应用进展

谭裕光

综述

广西壮族自治区疾病预防控制中心（广西南宁530028）

血吸虫病是一种严重危害人类健康，影响社会经济发展的人兽共患寄生虫病。钉螺是日本血吸虫的唯一中间宿主，因此，控制和消灭钉螺是日本血吸虫病防治的关键，准确地确定钉螺分布范围是制定灭螺规划、考核灭螺质量的一项重要工作[1]。然而，由于血吸虫及钉螺分布范围广、疫区地理环境复杂，尤其是遇到洪涝灾害和水利工程建设等因素造成钉螺孳生环境发生较大变化，从而增加了查螺的面积和查螺难度。而采用传统钉螺监测方法（人工查螺）和传统螺情数据处理方法已很难满足现代发展的需要。遥感技术Remotesensing,RS）、地理信息系统Geographicalinformationsystem,GIS）、全球定位系统（Globalpositioningsystem,GPS）统称“3S”，以其全新的角度和方法已被广泛应用于钉螺监测及其数据分析处理，并获得了比较理想的效果，本文就上述方法在钉螺监测中的应用进展综述如下。1遥感技术

遥感是通过人造地球卫星上的遥测仪器把对地球表面实施感应遥测和资源管理结合起来的一种新技术，是使用空间运载工具和现代化的电子、光学仪器，探测和识别远距离研究对象的技术。1970年Cline[2]

首先提出将航空遥感作为流行

病学研究工具，随后得到很多学者的验证。20世纪90年代国内学者周晓农首次将RS技术应用于钉螺监测，其效果得到肯定。美国陆地资源卫星LANDSAT）是钉螺分布研究中应用最广也是技术最成熟的卫星之一，其多光谱图像能提供丰富的地面信息[3]

，包括LANDSAT多波段扫描仪（multi

spectralscanners，MSS），影像和主题图像（thematicmap，TM），TM影像是由系统的4.5号卫星搭载的

作者简介：谭裕光（1955-），男，广西玉林市人，副主任医师，主要从事寄生虫病预防与控制工作。

主题制图仪获取的遥感数据,而LANDSAT4.5所携带的是增强型主题制图仪,因而常被称为增强型主题图像（ETM+），提供30米分辨率多光谱和60米分辨率单色波段以及15米分辨率全色波段的影像。分辨率的提高与不同波段遥感数据的获得大大提高了地面信息的含量,所以在描述钉螺孳生地的地面环境和预测钉螺分布方面得到了广泛应用。张治英等[4]应用LANDSAT+ETM图像监测江宁县江滩钉螺孳生地，结果发现江宁县江滩钉螺孳生地中主要为4类地表景观，其中有2类的钉螺密度较高，认为应用LANDSAT+ETM图像进行江滩钉螺孳生地监测是可行的。肖锐等[5]根据实际钉螺分布图对其进行精度评价，其正确率达到86.20%。82.77%的可疑钉螺孳生地分布在沟渠之中，认为遥感技术对洪湖市钉螺监测具有可行性，可以作为血吸虫病防治工作的新方法。何明祯等[6]利用陆地卫星（LANDSAT）主题制图仪（thematicmapper，TM）遥感图像在山丘型血吸虫病流行区探测钉螺孳生地并分类，结果钉螺孳生地分类的准确性和可靠性分别为79.82％和85.58％，认为遥感图像的监督分类能有效地区分山区钉螺孳生地，有利于对钉螺孳生地进行监测，为山区钉螺的控制及血吸虫病的防治提供依据。王增亮等[7]联合应用归一化水体指数（MNDWI）和植被指数（NDVI），并以客观确定阈值，提取钉螺孳生地的方法准确率高，可为血吸虫病定量化自动监测提供技术支持。姚保栋等[8]应用空间自相关分析和空间扫描统计量法，探索2004-2010年安乡县洲滩阳性钉螺空间分布特征及变化规律，得到肯定。王增亮等[9]应用高分辨中巴资源卫星遥感图像探测湖沼地区钉螺孳生地，发现在大尺度范围内，与CCD图像提取钉螺孳生地范围和面积基本一致。李召军等[10]利用遥感技术将植被特征与钉螺分布地面资料叠加到聚类分析后的遥感图像中，能清楚、准确、快速地了解并掌

（（（

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握钉螺孳生地的情况，有助于查、灭螺的工作，既减少了查螺时间、节约查螺经费，还能更有效地消灭钉螺。2

地理信息系统

地理信息系统（GIS）又称为“地学信息系统”或“资源与环境信息系统”，是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）与空间的地理分布有关数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统，是集计算机科学、地理学、测绘学、空间科学、信息学等为一体的新兴科学。经过40多年的发展，已广泛应用于卫生管理决策和疾病监测中。目前我国GIS系统在疾病监测方面主要应用于血吸虫病、疟疾，霍乱和莱姆病等疾病的研究。严晓岚等[11]应用GIS在浙江省对血吸虫病中间宿主钉螺进行监测，绘制出钉螺分布的电子地图，直观地反映钉螺分布情况和螺情变化趋势。肖锐等[5]证明遥感与地理信息系统技术相结合可以作为血吸虫病防治螺情监测工作的新方法。高凤华等[12]基于GIS系统应用反距离加权插值法构建了安徽省血吸虫病疫情模拟图，直观地现显示了该省血吸虫病的主要分布区域和特点，并发现血吸虫病的分布和阳性钉螺的分布具有显著相关性。汪天平等[13]将GIS应用于江苏、安徽和江西省血吸虫病流行预测，发现GIS技术可以作为血吸虫病分布、流行强度的监测和预测工具。GIS用于暴发疫情调查时，其地图展示功能可以让研究者对疫情发展情况一目了然。董毅等[14]收集云南省1995年和2003年血吸虫病抽样调查资料，建立GIS数据库分析方法，可以找出血吸虫病和钉螺的分布规律，GIS在认识血吸虫病分布和发展趋势方面有着巨大的优势。彭文祥等[15]在GIS系统支持下，将气温数据与中国血吸虫病流行县分布图进行空间统计分析，比较不同气温与钉螺分布的吻合程度，发现1月平均气温是预测钉螺分布的较好指标。李忠武等[16]以洞庭湖区15个国家级血吸虫病疫情监测点2006年疫情及螺情数据为基础，在GIS空间分析模块的支持下，对洞庭湖区疫情及螺情空间分布特征进行了研究，结果发现洞庭湖区螺情及疫情呈现出比较复杂的空间分布特征。周晓农等[17]将中国34个种群的钉螺遗传变异和易感性用GIS地图表达，显示

我国4个不同的钉螺种群分布区，为钉螺防治提供了依据。国外学者Leal等[18]对巴西伯南布哥地区人体血吸虫病的空间分析中发现血吸虫病的感染率与海拨高度呈高度相关性。Bavia等[19]应用GIS和遥感技术对巴西Bahia地区血吸虫病的流行因素进行分析，结果发现环境因素决定血吸虫病的流行状况，流行率的高低与土壤和植被等因素密切相关。

3全球定位系统

全球定位系统（GPS）是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。GPS已应用于林业、农业、通讯业、电力、水利、石油、海洋、地质、国防、交通、旅游、城建等方面。20世纪80年代后期GPS用于公共卫生，90年代逐渐用于血吸虫病方面的研究。近年来，已有很多研究者将GPS应用于钉螺监测，国内学者余晴等[20]首次应用手持全球定位设备GPS对江湖洲滩地区有螺面积进行精确定位、测量、并且评价信息同步传送、实现信息数字化和实时监控的应用价值，结果认为应用全球定位设备可实现现场查螺的全面监控与指导，显著提高查螺效率与准确率。吕尚标等[21]在鄱阳湖区应用GPS技术可提高该地区查灭螺方案的科学性、规范性，将可带来可观的经济、社会和环境效益。吴晓军等[22]按水系调查丘陵山区历史有螺环境和现有螺环境，并应用GPS现场采集历史有螺环境和现有螺环境的地理坐标数据、采用GoogleEarth技术定位分析钉螺孳生环境特点及分布规律，结果显示现有螺环境和历史有螺环境均沿水系聚集性分布。同时在GoogleEarth地图上标注，可使历史有螺环境在电子地图中比较清晰和可视化，便于日常查询，对日后开展螺情监测和制订灭螺规划有很大帮助。郑增旺等[23]将手持GPS与GoogleEarth结合应用于江滩地区的查螺工作中，认为适用性较好、查螺结果的可重现性高、科学性显著，可在一定程度上提高灭螺效益。吕跃民等[24]将GPS技术应用于钉螺监测、螺点定位和有螺面积核实,结果揭示GPS定位系统和面积测量技术可以应用于查螺、有螺面积监测工作，应用GPS可明显提高查螺、有螺面积监测数据的准确性，在节省螺情监测劳力资源等方面具有重要意义。

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联合应用

将3者结合运用,取长补短已成为目前钉螺监测及其数据处理的主要技术。周晓农等[25]应用GIS、GPS数据空间分析和地图重叠分析得出结论，血吸虫病的流行范围与温度、高程、雨量等因素密切相关，利用气象资料等对预测血吸虫病的潜在流行区具有可能。张标等[1]

应用GPS和GIS

制作一个能展示和评价钉螺环境的电子GIS，认为此方法适用于基层血吸虫病防治单位制作电子螺点卡,不但可以代替传统手工螺点卡并且方便分析和查询。董毅等[26]利用GPS收集云南省洱源县某村的钉螺分布沟渠数据,经差分后用RS、GIS软件和该区域遥感影像进行重叠,绘制高质量钉螺分布图,将钉螺调查数据链入电子螺情图,建立GIS数据库，认为该方法在大山区平坝亚型流行区钉螺调查中有良好的应用价值。可见3者联合应用能比较准确地确定钉螺分布的地点和计算查螺面积，对钉螺孳生地的地型、地貌、分布面积等资料进行三维数据采集和数据化管理，不仅可以提高钉螺监测的工作效率、节约投资，更重要地是为钉螺监测获得更精确的信息。5结语

近年来，GIS、GPS和RS技术在各行各业得到了广泛、深入的应用[27]。3S技术亦为血吸虫病防控提供一种新的技术手段和工具。通过利用RS、GPS对血吸虫病区域以及空间快速定位和获取大面积地物信息数据，然后GIS从RS和GPS提供的大量数据进行特有的空间分析，从中提取有用信息并进行综合集成，为制定灭螺规划及血吸虫病防治决策提供了高效优质的服务。实践证明，将RS、GPS及GIS结合运用，不仅可大大提高对钉螺监测及其数据处理的能力，还使预测血吸虫病的潜在流行区成为可能。总之，目前3S技术在血吸虫病防控应用方面虽然仍存在不足，但随着3S技术研究的不断完善和发展，相信3S技术在防治血吸虫病的工作中将发挥更大的作用。

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收稿日期：2013-05-09编辑：张鸿满

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收稿日期：2014-02-26编辑：张鸿满

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