Геоинформационные технологии на охране здоровья

 Руководители здравоохранения и иные лица, принимающие решения пользуются пространственной статистикой, реализованной при помощи геоинфомационных систем (ГИС).

Пространственная статистика помогает руководителям здравоохранения решать следующие основные задачи:

 • Оптимизация и управление ресурсами здравоохранения • Задачи логистики

• Анализ тенденций пространственно-временного распространения заболеваемости. Прогноз.

• Выявление причинно-следственных связей между факторами среды и показателями здоровья

Географическая информационная система (ГИС) - это современная компьютерная технология для картирования (привязки к географическим объектам местности) и анализа объектов. Эта технология объединяет традиционные операции работы с базами данных, такими как запрос и статистический анализ, с преимуществами полноценной визуализации и географического (пространственного) анализа, которые предоставляет карта. Идея ГИС – хранение информации о реальном мире в виде тематических слоев, которые объединены на основе географического положения [5,9,13].

Это отличает ГИС от других информационных систем и предоставляет уникальные возможности для ее применения в широком спектре задач, связанных с анализом и прогнозом явлений, событий окружающего мира, с осмыслением и выделением главных факторов и причин, а также их возможных последствий, с планированием стратегических решений и текущих последствий предпринимаемых действий. Эту технологию применяют практически во всех сферах человеческой деятельности, где есть связь с территориями: будь то, анализ таких глобальных проблем, как перенаселение, загрязнение территории, распространение заболеваемости, сокращение лесных угодий, природные катастрофы, так и решение частных задач, таких как поиск наилучшего маршрута между пунктами, подбор оптимального расположения нового офиса, поиск дома по его адресу, прокладка трубопровода на местности, различные муниципальные задачи.

Заболеваемость в пространстве – это пример анализа характеристик отклонения от нормального функционирования населения. Сравнение этих отклонений по территориям дает медицинским статистикам и руководителям здравоохранения качественно новые возможности для анализа причин этих отклонений на территориях, так и вообще - работу ресурсов здравоохранения на этих территориях.

Например, можно сравнивать заболеваемость различными формами по административным делениям, зон обслуживания лечебно-профилактических учреждений и, наконец, – отдельных кварталов. А при соответствующих возможностях сбора полной информации о численности населения – можно анализировать ситуацию с заболеваемостью и жителей отдельных домов крупного мегаполиса [3].

В последние годы с развитием современных компьютерных технологий, в том числе и ГИС, специалист, занимающийся аналитической работой, имеет возможность создать непосредственно на своем рабочем месте интерактивный медико-экологический атлас, содержащий одновременно как сведения о здоровье групп населения, так и влияющих на него факторов, и на основе имеющейся у него информации генерировать неограниченное число карт в соответствии с формируемыми запросами. Благодаря свойству визуализации и интеграции разнородных данных методы пространственного анализа в изучении здоровья населения получают все большее распространение. Издаются медицинские, медико-экологические атласы.

Возможности инструментальных средств, а именно – ГИС, ▼анализировать не только «классическую» эпидемиологию. В частности, можно ▼строить цифровые пространственные модели распределений факторов (например – экологических) и откликов (например – заболеваемости населения). А математические и геостатистические методы анализа, реализованные в ГИС ▼ «помогают» найти взаимосвязи между факторами (их может быть до 5-ти) и откликами на уровне тенденций. ▼Можно выявлять, «источник» того или иного фактора с точки зрения пространственного расположения. И, наконец, современные методы позволяют ▼строить пространственные модели, учитывая статистическую точность, значения соседей и многое другое. Таким образом, исследователь реально может оценить как существующую у него выборку, так и адекватность модели.

Геоинформационные системы (ГИС) - новый взгляд на разнородные данные в пространстве. Этот инструмент с реализованными в нем методами пространственного анализа (от простейших картирований до продвинутых геостатистических), помогает исследователю территорий выявить неявные закономерности, выяснить причинно-следственные связи, найти приоритетные факторы, смоделировать и спрогнозировать ситуацию, правильно сформировать исследовательские задачи и принять эффективные управленческие решения [2,5,13]. В условиях крупного города, области или региона для анализа пространственного распределения показателей здоровья населения, медико-демографических показателей, ресурсов здравоохранения целесообразно применение ГИС-технологии. ГИС предоставляет возможность визуальной и статистической оценки различий характеристик здравоохранения между территориями (например, демографических показателей, заболеваемости и др.), опускаясь при детализации объектов сравнения вплоть до уровня кварталов и отдельных зданий. Другими словами, в существующем виде система может использоваться для выявления проблемных задач и ситуационных оценок, в том числе – неэффективной работы учреждений здравоохранения и других медицинских служб. А в случае сочетанного использования баз данных, характеризующих здоровье населения и влияющих на него факторов с территориальной "привязкой" соответствующих характеристик в ГИС, появляется возможность глубоко анализа причинно-следственных связей [2,3].

Классификация ГИС

В настоящее время разработано и эксплуатируется большое количество ГИС, которые построены на различных принципах. Не отрицая различий, лежащих в основе разнообразных ГИС, следует отметить, что большинство систем предлагают набор функциональных возможностей, отвечающий значительному количеству потребностей пользователя. Однако вопрос не ограничивается лишь существованием тех или иных функциональных возможностей. Важно то, как они реализованы в системе и какие модели данных поддерживают. Функциональные возможности систем и их реализация во многом зависят от проблемной ориентации пакетов. Правильный выбор базовых программных и информационных инструментальных средств ГИС затруднен еще и тем, что в настоящее время отсутствует четкая классификация ГИС. Минимальным набором критериев, позволяющим идентифицировать каждую конкретную ГИС, являются: территориальных охват, предметная область информационного моделирования и проблемная ориентация. На основе указанных критериев, а также критерия полноты использования цифровой картографической информации (ЦКИ) и типа цифровой модели можно выделить три основных группы ГИС:

- ГИС цифрового картографирования и геодезического обеспечения;

- Информационно-аналитические ГИС;

- Информационно-справочные и статистические ГИС.

В свою очередь по своим функциональным возможностям, архитектурному построению, возможностям и универсальности пользовательского интерфейса ГИС могут подразделяться на инструментальные и специализированные. Большинство ГИС являются специализированными,

Первая группа ГИС предназначена для создания, обновления, хранения и выдачи цифровой картографической информации, получаемой по традиционным картографическим материалам (карты и планы различного масштаба), по материалам аэрокосмосъемки и материалам геодезической съемки. В настоящее время это наиболее представительная группа ГИС как на отечественном, так и на мировом рынке. Данная группа ГИС является базовой основой остальных ГИС Особенностью данных ГИС является создание или обновление цифровой модели карты (или местности), что накладывает особые требования к цифровой картографической информации по достоверности, точности, полноте и способу представления данных.

Во вторую группу входят ГИС, инструментальные средства которых обеспечивают решение задач в части анализа и моделирования природных явлений и ситуаций, связанных с деятельностью человека. Такие ГИС ориентированы на готовые цифровые модели карты и используют для своего моделирования всю полноту и возможности ЦКИ. Эта группа ГИС должна обладать хорошо развитыми средствами пространственного анализа и моделирования, средствами картографической графики и иметь хороший пользовательский интерфейс со средствами разработки приложений. Конечным продуктом таких ГИС являются модели оценки и прогнозирования ситуаций, графическая интерпретация которых представляется в виде тематических карт и планов.

Эту группу ГИС можно разбить условно на три класса:

 - ГИС анализа и моделирования природных явлений (оценка чрезвычайных ситуаций, вызванных наводнениями, землетрясениями, ураганами, пожарами и т.п.);

- ГИС анализа и прогнозирования окружающей среды;

 - ГИС специального назначения (ГИС для моделирования боевых операций, тренажеры, военные компьютерные игры, навигационные спутниковые системы, навигационные морские и автомобильные системы). Третья группа ГИС в настоящее время является наиболее развивающейся.

Здесь можно выделить также три класса ГИС:

- информационно-поисковые ГИС (земельные, лесные, водные и городские кадастры, природопользовательские системы, системы административного управления и т.п.);

 - статистические ГИС (социальное, медицинское, политическое и др. прогнозирование, статистические отчеты в графической форме для систем управления всех уровней и т.п.);

- справочные и учебные ГИС (туризм, сфера торговли и культуры, городской транспорт, планы городов с адресами и т.п.). Основная часть информационно-справочных систем реализуется на базе инструментальных ГИС, таких как Arc/Info, Mapinfo, WinGIS и других.

Основными составными частями географической информационной системы являются следующие: ▼аппаратные средства, ▼программное обеспечение, ▼данные,  ▼исполнители и ▼методы.

Аппаратные средства - это средства вычислительной техники, являющиеся платформой для установи программного обеспечения.

Программное обеспечение - это набор программных средств и инструментов, реализующих функции хранения, анализа и визуализации пространственной информации. Ключевыми компонентами программных продуктов являются: средства для ввода и обработки географической информации, системы управления базами данных, средства поддержки пространственных запросов, анализа и визуализации, средства дружественного интерфейса для упрощения доступа к инструментарию.

Данные – информация о пространственном расположении объектов и связанные с ними табличные данные могут быть собраны непосредственно пользователем либо приобретены у поставщиков на коммерческой или другой основе. Методология и методика определения точных целей и постановки задач, решение которых должно привести к реализации этих целей, полностью определяет эффективность применения ГИС во всех областях исследовательской и практической деятельности.

Географические информационные системы общего назначения предназначены для выполнения пяти основных процедур с данными. Ввод. Для использования в ГИС пространственные данные должны быть преобразованы в подходящий цифровой формат. Манипулирование. Для выполнения конкретных проектов имеющиеся картографические данные необходимо преобразовать в соответствии с требованиями системы. Технология ГИС предоставляет разные способы манипулирования пространственными данными в соответствии с поставленными задачами. Управление. Наиболее эффективной и эргономичной является реляционная структура баз данных. Данные хранятся в табличной форме. При этом для связывания таблиц применяются общие поля. Запрос и анализ. При условии адекватной постановки задачи и соответствующего уровня формализации данных технология ГИС и географической информации с помощью ГИС можно выявлять и задавать шаблоны для поиска, проигрывать сценарии по типу «что будет, если…» и т.д. Визуализация. ГИС предоставляет новые средства, расширяющие и развивающие возможности и научные основы картографии. С ее помощью визуализация самих карт может быть дополнена отчетными документами, трехмерными изображениями, графиками и таблицами, фотографиями и другими средствами, например, мультимедийными.