地理信息系統(tǒng)在醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用
楊曉紅
第三軍醫(yī)大學(xué)高原醫(yī)學(xué)系醫(yī)學(xué)地理學(xué)教研室,重慶 400038
作者簡介:楊曉紅,女,醫(yī)學(xué)學(xué)士,實(shí)驗(yàn)師
地理信息系統(tǒng)(geographic information systems , GIS) 是用于
采集、存儲、處理、分析和顯示地理空間數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
隨著GIS 的迅速發(fā)展和廣泛使用,目前GIS 已成為醫(yī)學(xué)地理
學(xué)的重要組成部分[1 ,2 ] 。
1 GIS 的特點(diǎn)
20 世紀(jì)60 年代,為了處理大量的土地和環(huán)境數(shù)據(jù),加拿
大的Roger 和美國的Duane 從不同角度提出了GIS。1972 年第
一個具有實(shí)用價值的GIS —加拿大地理信息系統(tǒng)(Canada
Geographic Information System ,CGIS) 投入運(yùn)行和使用[3 ] 。GIS 技
術(shù)來自兩個成熟的軟件技術(shù):數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS) 和計(jì)算
機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD) ,并附加上對空間數(shù)據(jù)的管理和分析功
能[4 ] 。它是一個計(jì)算機(jī)化的儲存、檢索、使用空間數(shù)據(jù)的系
統(tǒng),能夠儲存、檢索、處理、顯示和更新數(shù)據(jù)的屬性信息和空間
信息。實(shí)際上它是將計(jì)算機(jī)化的制圖系統(tǒng)(儲存圖形數(shù)據(jù)) 和
數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(儲存屬性數(shù)據(jù),如一個區(qū)域的土地利用或一
條道路的坡度) 聯(lián)結(jié)起來的系統(tǒng)[5 ] 。一個典型的GIS 是由一
系列地理對象組成,如道路、人口、邊界、地形、土地利用等,其
強(qiáng)大功能在于能夠?qū)⒌貓D與數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián),建立各種地理對象
的拓?fù)潢P(guān)系,進(jìn)行空間分析,以選擇、聯(lián)結(jié)或加工數(shù)據(jù)并產(chǎn)生
新的圖形或信息。GIS 的各種工具可以執(zhí)行諸如統(tǒng)計(jì)、畫出
緩沖區(qū)、將不同的地理對象進(jìn)行拓?fù)浏B壓、從不同的地理對象
中劃分空間特征及根據(jù)具體的性質(zhì)選擇特征[4 ,6 ] 。與傳統(tǒng)的
主要用于數(shù)據(jù)儲存、處理和檢索的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)相比,GIS
是一個空間型的信息系統(tǒng),具有對空間數(shù)據(jù)的處理能力,并能
將空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)相聯(lián)結(jié),與面向顯示的計(jì)算機(jī)輔助制
圖(CAM) 相比,它不僅具有一般的圖形形式顯示空間數(shù)據(jù)的
能力,而且具有對圖形的分析能力[6 ] 。
2 GIS 的組成和功能
GIS 以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為基礎(chǔ),由計(jì)算機(jī)硬件、軟件、數(shù)據(jù)和
用戶四大要素組成[3 ] . 計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)包括執(zhí)行程序的中央
處理器( CPU) 、保存數(shù)據(jù)和程序的存儲設(shè)備、數(shù)據(jù)輸入、顯示
和輸出的外圍設(shè)備(如顯示器、打印機(jī)等) 。軟件是支持?jǐn)?shù)據(jù)
信總的采集、管理、再現(xiàn)和回答用戶問題的計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)。
數(shù)據(jù)是系統(tǒng)分析和處理的對象,也是構(gòu)成系統(tǒng)應(yīng)用的基礎(chǔ)。
用戶則包括系統(tǒng)的開發(fā)、管理和使用人員。作為信息自動處
理和分析系統(tǒng),GIS 的功能涵蓋了數(shù)據(jù)采集- 分析一決策的
全部過程[1～3 ] ,包括: (1) 數(shù)據(jù)采集:主要用于獲取數(shù)據(jù),并保
證數(shù)據(jù)在內(nèi)容和空間上的完整性和一致性; (2) 數(shù)據(jù)操作:包
括數(shù)的格式化、轉(zhuǎn)換等; (3) 存儲和組織:即將不同來源、不同
屬性的數(shù)據(jù)集成,融合為一體; (4) 分析:包括信息查詢、檢索、
統(tǒng)計(jì)、計(jì)算以及空間分析、模型分析等,其中空間分析和查詢
是GIS 的核心; (5) 顯示:可以通過屏幕、打印或拷貝顯示報
告、表格、地圖等。能對空間相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和分析是GIS
的重要標(biāo)志,并能提供良好的、交互式的制圖環(huán)境,設(shè)計(jì)和制
作不同類型的專題地圖。
3 GIS 的數(shù)據(jù)
GIS 中的數(shù)據(jù)可分為空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)[3 ] 。空間數(shù)據(jù)
又稱地圖數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)、空間信息,描述的是地理空間實(shí)體
的位置、大小、形狀、方向等幾何特征,以及與相鄰物體的拓?fù)?br />
關(guān)系,由點(diǎn)、線、面組成,如地圖、工程圖、規(guī)劃圖、航空與遙感
影像等。屬性數(shù)據(jù)也稱屬性信息,是定義空間數(shù)據(jù)或特征所
表示的內(nèi)容,描述該空間現(xiàn)象的其他特征,如地形地貌、溫濕
度、降雨量、土地利用、居住人口、動植物種類及其密度等。所
有數(shù)據(jù)必須轉(zhuǎn)換成數(shù)字化形式,數(shù)據(jù)都準(zhǔn)備好后,即利用GIS
軟件進(jìn)行分析[1 ,7 ,8 |
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