淺談GIS地理信息系統(tǒng)在動物衛(wèi)生監(jiān)督工作中的應用

袁昌榮 陳銀平

[摘 要]近年來，信息化建設快速發(fā)展，“互聯(lián)網(wǎng)+”已成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設的重要內(nèi)容和有效載體，為切實履行“防風險、保安全、促發(fā)展”職能，提高執(zhí)法效率，提升執(zhí)法能力，推進動物衛(wèi)生監(jiān)督信息化建設刻不容緩。GIS地理信息系統(tǒng)在動物衛(wèi)生監(jiān)督工作中發(fā)揮著重要作用。基于此，本文主要介紹了GIS地理信息系統(tǒng)在動物衛(wèi)生監(jiān)督領域應用的最新現(xiàn)狀及主要功能。

[關鍵詞]GIS地理信息系統(tǒng)；動物衛(wèi)生監(jiān)督工作；江蘇省

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2019.02.072

[中圖分類號]Q7 [文獻標識碼]A [文章編號]1673-0194（2019）02-0-03

加快推進GIS地理信息系統(tǒng)在江蘇省動物衛(wèi)生監(jiān)督工作中的應用，是提升科學決策能力的迫切需要。動物衛(wèi)生監(jiān)督部門通過建設GIS地理信息系統(tǒng)，能夠借助大數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析功能，對畜牧生產(chǎn)行情、動物疫情分布、畜產(chǎn)品質(zhì)量安全狀況等做出有效評估、超前預警，及時為主管部門提供決策參考。本文主要介紹了GIS地理信息系統(tǒng)在動物衛(wèi)生監(jiān)督領域應用的最新現(xiàn)狀及主要功能。

1 GIS地理信息系統(tǒng)應用于動物衛(wèi)生監(jiān)督工作的背景及意義

總體來說，近年來江蘇省動物衛(wèi)生監(jiān)督工作成績顯著，但在動物衛(wèi)生信息管理方面還存在一些問題。一是行業(yè)信息資源內(nèi)容單一，難以深層次開發(fā)利用。畜牧行業(yè)信息采集方式多采用報表方式報送，報送內(nèi)容多是總體數(shù)據(jù)，常常是相關屬性的檔案信息，而不是在業(yè)務工作中圍繞基礎主體實際產(chǎn)生的細顆粒信息，且信息內(nèi)容不完整，更缺乏空間信息。目前，各地檢疫管理、無害化處理、獸藥飼料管理等統(tǒng)計數(shù)據(jù)均通過匯總方式上報，不能反映各區(qū)域單個監(jiān)管對象的實際情況，也不能反映各業(yè)務之間的內(nèi)在聯(lián)系，更談不上數(shù)據(jù)挖掘利用。二是產(chǎn)業(yè)信息缺少共享，業(yè)務協(xié)同不足。在各省級動物衛(wèi)生監(jiān)督機構開發(fā)的業(yè)務系統(tǒng)中，積累了大量養(yǎng)殖場戶、屠宰場、動物衛(wèi)生監(jiān)督檢查站、獸藥經(jīng)營企業(yè)、無害化處理場和官方獸醫(yī)等基礎信息以及檢疫、無害化處理等業(yè)務數(shù)據(jù)信息，但這些信息資源跨層級、跨區(qū)域、跨部門、跨系統(tǒng)，共享不足，無法有效支撐各項工作，更不能給為政府決策參考提供準確的信息。三是產(chǎn)業(yè)信息時效性差。由于缺乏數(shù)據(jù)采集、上報的相關技術支持，導致數(shù)據(jù)更新嚴重滯后，不能發(fā)揮應有的作用，不能滿足畜牧生產(chǎn)監(jiān)督管理的需要。例如，當動物疫病發(fā)生時，上報匯總不及時，確定疫點、劃定疫區(qū)和威脅區(qū)存在難度，不利于重大動物疫病進行及時、快速處置。四是行業(yè)信息缺乏深入挖掘，資源利用不足。從養(yǎng)殖到屠宰各環(huán)節(jié)采集的基礎信息、業(yè)務信息沒有進行有效統(tǒng)籌規(guī)劃，存在無效數(shù)據(jù)，不能深入挖掘、分析，未能對動物疫情預警預報、風險評估、疫情應急處置、資源配置等關鍵業(yè)務起到有效支撐。

針對上述問題，江蘇省動物衛(wèi)生監(jiān)督所開發(fā)了GIS地理信息系統(tǒng)，通過在地圖上直觀展示相關機構單位、企業(yè)基礎信息及位置，同時實時統(tǒng)計和匯總相關檢疫數(shù)量等統(tǒng)計數(shù)據(jù)，為江蘇省畜牧產(chǎn)業(yè)大數(shù)據(jù)匯總和風險評估提供支撐，對于畜牧產(chǎn)業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定和安全健康發(fā)展具有重要的意義。

2 GIS地理信息系統(tǒng)介紹及應用現(xiàn)狀

2.1 GIS地理信息系統(tǒng)概述

地理信息系統(tǒng)（Geography Information System，GIS）是一個空間型的信息系統(tǒng)，其數(shù)據(jù)多為地理空間信息，采用地理模型分析方法完成空間地理數(shù)據(jù)管理、地理分析、地理決策等。它將計算機圖形和數(shù)據(jù)庫相融合，具備采集、管理、分析和輸出多種地理空間信息的能力。GIS地理信息系統(tǒng)應用于各行各業(yè)，能把地理位置信息和相關業(yè)務屬性有機結合起來，根據(jù)行業(yè)需要將空間地理信息及其相關的行業(yè)屬性信息圖文并茂地展示給用戶，通過其獨有的空間分析功能和可視化表達功能為行業(yè)管理者提供各種輔助決策。

GIS地理信息系統(tǒng)具有以下特點。一是具有空間性和動態(tài)性，GIS包含地理對象的位置信息、多維結構信息和形態(tài)特征，且各類信息特征具有動態(tài)變化性。二是除了空間信息，GIS還包含其他豐富信息，特別是大量與業(yè)務相關的信息，比如養(yǎng)殖場的基礎信息、無害化車輛的運輸軌跡和風險評估等。三是標準化、規(guī)范化，諸多的統(tǒng)計數(shù)據(jù)紛繁復雜，GIS可對各類數(shù)據(jù)進行歸并分類、量化分級等標準化處理，使其滿足數(shù)據(jù)挖掘、分析要求，從而實現(xiàn)風險等級評估和相關決策分析等。

2.2 GIS地理信息在動物衛(wèi)生監(jiān)督工作中的應用現(xiàn)狀

近年來，GIS地理信息系統(tǒng)技術發(fā)展迅速，其應用已十分廣泛，涉及各行業(yè)領域，諸如農(nóng)業(yè)、林業(yè)、城市管理、水利、軍事、土地資源和生態(tài)環(huán)境等。GIS在動物衛(wèi)生監(jiān)督領域也有重要發(fā)展，世界各國在多年前就在積極建設動物衛(wèi)生數(shù)據(jù)庫和GIS系統(tǒng)。美國、加拿大、澳大利亞、新西蘭、泰國、馬來西亞以及歐盟等國都已進行了動物衛(wèi)生數(shù)據(jù)庫和GIS建設。美國早在1996就建立了國家動物衛(wèi)生報告體系（National Animal Health Report System，NAHRS），澳大利亞也有功能完善的國家動物衛(wèi)生信息系統(tǒng)（National Animal Health Information System，NAHIS），這些系統(tǒng)都包含GIS地理信息系統(tǒng)，目前正在國家動物疫病控制中發(fā)揮著積極作用。

為全面掌握國家動物衛(wèi)生狀況，提高管理質(zhì)量和決策能力，我國政府也進行了整個動物衛(wèi)生體系和動物疫病管理改革。隨著改革成效的顯現(xiàn)和GIS本身的發(fā)展，全國各級動物衛(wèi)生監(jiān)督機構和部門都迫切需要建立動物衛(wèi)生GIS地理信息系統(tǒng)。2015年，國家動物流行病學研究中心設立專項資金，專門開發(fā)研究全國動物衛(wèi)生監(jiān)測信息平臺，該系統(tǒng)將GIS應用在動物衛(wèi)生監(jiān)督管理。

江蘇省更是將GIS地理信息系統(tǒng)作為信息化建設的一項重點工作。2017年開發(fā)了符合動物衛(wèi)生監(jiān)督實際工作的GIS地理信息系統(tǒng)，實現(xiàn)基于數(shù)據(jù)庫的多項組合查詢、統(tǒng)計和基于GIS的地圖查詢、動態(tài)顯示，以及風險等級評估的直觀展示等。

3 GIS地理信息系統(tǒng)結合動物衛(wèi)生監(jiān)督的優(yōu)勢

3.1 實現(xiàn)常規(guī)監(jiān)管數(shù)字化和可視化

GIS地理信息系統(tǒng)包含基礎地理信息，如行政區(qū)劃、水系、地貌、土質(zhì)植被、居民地、交通網(wǎng)和境界等電子地圖元素。通過GIS地圖直觀展示，實現(xiàn)各級動物衛(wèi)生監(jiān)督機構、檢查站、規(guī)模養(yǎng)殖企業(yè)、屠宰加工企業(yè)等地理位置信息和基本情況的數(shù)字化、可視化。通過數(shù)據(jù)篩選過濾，可在GIS地圖上以圖表形式展示相關的檢疫開證數(shù)和開具檢疫證的動物或動物產(chǎn)品的數(shù)量，同時通過關聯(lián)動物衛(wèi)生監(jiān)督執(zhí)法人員隨身攜帶的執(zhí)法終端位置，對監(jiān)督執(zhí)法過程進行監(jiān)控，有效避免隔山開證，實現(xiàn)檢疫電子出證數(shù)字化、可視化。結合全省無害化運輸車輛上安裝的移動視頻監(jiān)控和GPS定位設備，在GIS地圖上能夠查看運輸車輛的運行軌跡，對越界、時間異常、軌跡異常情況可報警、可回放，實現(xiàn)對無害化運輸車輛、運輸過程的全程監(jiān)管可視化。圖1是江蘇省鹽城市鹽都區(qū)的動物養(yǎng)殖場分布圖。

3.2 為政府決策提供直觀參考

除基礎地理信息外，GIS地理信息系統(tǒng)還包含專題地理信息，即動物衛(wèi)生信息，包括動物養(yǎng)殖場空間分布、養(yǎng)殖場基本信息、屠宰場地理位置、病死無害化動物處理運輸軌跡、動物疫病發(fā)生后的空間擴散、感染區(qū)域及其他區(qū)域的相對位置、政府設置的監(jiān)測點位置、隔離帶位置、緩沖區(qū)位置、動物數(shù)量和發(fā)病動物數(shù)量等。通過數(shù)據(jù)分析，將現(xiàn)場圖片和動物衛(wèi)生信息以模型形式進行展示，比傳統(tǒng)的文字圖表更直觀清晰，例如動物疫情地理位置、疫情嚴重程度等在地圖上可以一目了然，從而更利于決策者做出決策。

3.3 實現(xiàn)風險等級評估

GIS具有空間分析能力，可以將動物疫病感染原因與發(fā)病地理位置進行空間關聯(lián)，由此來研究地理、環(huán)境與疫病的關系，尋找疫病多發(fā)區(qū)動物發(fā)病的深層次原因。同時，GIS可以統(tǒng)計季節(jié)變化與疫病的關聯(lián)性，分析發(fā)病周期，研究氣候變化與疫病的關系，從而分析預測某些疫病發(fā)生的可能性。此外，GIS可以選出影響疫病發(fā)生的一些因素作為參考因子，并根據(jù)重要性為這些參考因子設置權重圖層，分析構建疫病風險區(qū)域圖，實現(xiàn)風險等級評估。

4 開發(fā)GIS地理信息系統(tǒng)應考慮的問題

4.1 加強動物衛(wèi)生數(shù)據(jù)庫建設

動物衛(wèi)生數(shù)據(jù)庫建設是動物衛(wèi)生GIS開發(fā)的基礎。目前，畜牧行業(yè)報送的數(shù)據(jù)多是匯總數(shù)據(jù)，未體現(xiàn)與實際業(yè)務工作中的對應關系，存在數(shù)據(jù)重復輸入的問題，且采集壓力大，數(shù)據(jù)準確性不強，更談不上數(shù)據(jù)挖掘利用。因此，要規(guī)范數(shù)據(jù)采集，建立健全從養(yǎng)殖到屠宰關鍵環(huán)節(jié)獸醫(yī)衛(wèi)生業(yè)務信息采集指標體系，改進采集方式，明確采集責任，提高數(shù)據(jù)質(zhì)量，確保數(shù)據(jù)真實可用。同時，畜牧行業(yè)要完善數(shù)據(jù)管理，建立完善的中心數(shù)據(jù)資源管理相關制度，對中心所有信息根據(jù)職責、服務對象和服務內(nèi)容進行分級管理。

4.2 加強標準化建設

標準化是GIS技術的重要內(nèi)容。目前，市面上電子地圖的比例尺各式各樣，沒有統(tǒng)一的規(guī)范、標準，地圖質(zhì)量也參差不齊，不同來源的電子地圖沒有辦法進行無縫拼接，不利于GIS系統(tǒng)的開發(fā)。因此，GIS地理信息系統(tǒng)應該有十分嚴格的精度要求，有統(tǒng)一的規(guī)范、圖式和標準，對數(shù)據(jù)要有統(tǒng)一的表達標準。

4.3 重視安全性

GIS是一個特殊的產(chǎn)品，它能夠多方位、更詳細地表達一個行業(yè)的基礎信息。比如，動物衛(wèi)生監(jiān)督GIS地理信息系統(tǒng)能表達出飼養(yǎng)區(qū)域分布、動物種群結構、疫病情況分布等內(nèi)容，對調(diào)整國家宏觀經(jīng)濟具有重要的意義。因此，基于GIS的開發(fā)必須考慮安全性和保密性。建設過程中應實現(xiàn)用戶分級分權處置，為不同用戶提供各自的用戶空間，并賦予不同的操作權限，針對敏感數(shù)據(jù)操作進行日志記錄，針對特定操作進行審計記錄。

4.4 考慮擴展性

為了延長系統(tǒng)的使用壽命、有效保護系統(tǒng)投資，在建設GIS信息系統(tǒng)時應充分考慮系統(tǒng)的擴展性，以滿足不斷變化的國家政策和業(yè)務需求。GIS信息系統(tǒng)的建設周期一般都比較長，開發(fā)一個系統(tǒng)往往需要2～3年，甚至更長的時間。在建設過程中，軟件結構、硬件設備乃至基礎地理信息都可能存在調(diào)整，因此在系統(tǒng)設計時一定要有前瞻性，為系統(tǒng)留有擴展的余地。中心數(shù)據(jù)資源整合與開發(fā)利用也必須具有不斷增長的能力和強大的擴展性能。

5 GIS地理信息系統(tǒng)應用展望

未來，對于一些疫病控制重點區(qū)域，可通過仿真等手段進行多種預測和決策。通過對動物衛(wèi)生監(jiān)督數(shù)據(jù)庫中的海量數(shù)據(jù)進行分析，找出影響疫病的各類因素作為仿真模型的參數(shù)，如地理、交通、氣候、文化程度、飼養(yǎng)方式和貿(mào)易等。通過設置和調(diào)整這些參數(shù)，例如虛擬設定養(yǎng)殖場地理位置、動物飼養(yǎng)密度、傳播媒介的空間分布、動物疫病發(fā)生后的空間擴散途徑等和疫病傳播有關的因素，比較不同參數(shù)作用下動物疫病傳播的速度、范圍和結果；比較采用不同控制措施后的動物疫病控制效果；多角度、多層次、多方面對疫病的起因、發(fā)展及流行趨勢進行分析、模擬，從而實現(xiàn)動物疫病風險評估。最終通過不斷調(diào)整參數(shù)，找出重點的防控地區(qū)，確定發(fā)病的最主要因素、最佳的飼養(yǎng)結構和飼養(yǎng)密度；通過找出不同因素下最有效的防控措施，提出實際操作性強、經(jīng)濟上合理的優(yōu)化防控策略和方案。

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