城市景观特征对登革热空间分布的影响研究

Urban landscape represents the mosaic of the potential habitats and breeding sites of dengue vectors and the areas of human activities, whose composition and configuration affect the possibility of human exposure to dengue vectors, thereby affect the spatial distribution of dengue in urban areas. Identifying the relationship between urban landscape characteristics and spatial distribution of dengue might be useful to better understand the role of landscape in disease transmission that is the key issue of this study. Taking the dengue in Brasilia (the federal capital of Brazil) as example, we localize the dengue cases and compute the epidemiological variables. Then, we summarize the urban landscape factors related to the spatial distribution of dengue by conducting the systematic literature review, use optical and Synthetic Aperture Radar (SAR) remote sensing imageries and GIS data for detecting the urban landscape factors, describe the landscape characteristics using landscape metrics and analyze the relationship between characteristic variables and epidemiological variables. The results could be useful for optimizing the strategies of dengue control.

城市景观反映了登革热媒介的栖息地、孳生地和人类活动的区域，其组成和空间配置影响人与登革热媒介接触的可能性，进而影响登革热在城市中的空间分布。识别城市景观特征与登革热空间分布之间的关系有助于更好地理解城市景观在登革热传播中的作用，是本研究的核心。本研究以巴西利亚为研究区域，首先通过空间化登革热个体病例数据，计算登革热的年平均发病率。随后，通过系统性文献研究归纳与登革热空间分布相关的城市景观要素，结合多光谱和雷达遥感、地理信息数据提取景观要素，并且引入景观指数描述景观要素的特征。最后分析景观特征变量与年平均发病率之间的关系。本研究的结果有助于决策者针对不同景观类型优化登革热防控措施。

登革热主要发生于热带和亚热带地区的城市化区域，城市景观反映了登革热媒介的栖息地、孳生地和人类活动的区域，其组成和空间配置影响媒介与人接触的可能性，进而影响登革热的传播。挖掘城市景观特征，明确城市景观-登革热空间分布之间的关系，实现合理准确的城市登革热传播风险预测成为迫切需要解决的问题。本项目拟建立影响登革热传播的城市景观要素清单，建立不同城市景观因素与登革热流行病学变量的关系，并在典型区构建登革热传播风险预测模型。首先，通过系统性文献综述建立了影响登革热传播的城市景观要素清单，明确了不同景观因素与登革热病例数据之间的关系（正、负或不相关），并阐述了景观因素在登革热传播过程中刻画的机制。其次，交叉人工智能、地理学与流行病学知识，构建了登革热景观流行病学文献的半监督分类方法，明确了识别登革热地表景观因素的多源数据集。第三，以巴西联邦区为典型研究区，基于公开的地理信息数据库和遥感图像语义分割构建了城市地表景观要素数据集，并基于谷歌街景与谷歌地图实现了登革热个体病例的空间化。最后，根据基于地理空间大数据、谷歌地球引擎云计算和深度学习，合理地刻画城市登革热传播区域，计算多种环境变量的时间序列，实现登革热周病例数的准确预测。本项目更好地理解城市景观在登革热传播中的作用，有助于细化疾病防控措施。同时，本项目基于城市景观形态刻画登革热传播区域，实现更合理地传播风险预测，有利于登革热防控措施的实施。