疫情防控信息化案例 | 基于时空数据的河南省疫情分析与可视化
The following article is from 中国测绘学会智慧城市工作委员会 Author 智慧城市工委会
点击图片上方蓝色字体“慧天地”即可订阅
（点击图片即可查看详细信息）
编者
2020年新冠肺炎疫情突袭我们祖国，全国各地都启动了公共卫生一级应急管理响应，各地管理部门积极采用信息化疫情防控方案，帮助疫情在最快最有效的防制措施下，得到了很好的控制。中国测绘学会智慧城市工作委员会于2月11日向行业各单位征集信息化应用案例百余项，现陆续向行业进行公开宣传，希望让更多的管理部门了解到最前沿的管理技术和方案，共同为疫情防控而努力。
应用案例案例背景
2020年的春节，对所有中国人而言都是最特殊的一个春节，在我们即将喜迎新春、欢腾雀跃之时，新型冠状病毒感染的肺炎疫情突然爆发，不断上升的确诊病例以及疑似病例，每天都触动着民众脆弱的神经。左传言：居安思危，有备无患，而不得不说，面对此次疫情，我们还是少了准备。
不过，各地区政府、民众迅速意识到问题严重性，并采取了有力的防控措施使得疫情逐渐得到掌控，但面对当前的形势，我们依旧不能保持乐观。医护人员超负荷运转，病人问诊困难、确诊难，口罩、护目镜等重要医疗物资短缺等还都存在一定问题。如何打好疫情阻击战，可能更多还得依靠科技的力量。
其实，在此次防控疫情的过程中，我们看到了太多科技的影子。最为熟悉的莫过于疫情可视化以及患者轨迹追溯。我们河南大学时空大数据研究院基于时空数据重点研究河南省疫情的可视化、轨迹追踪、发展态势等问题，制作了“时空数据让疫情一目了然”疫情播报，涵盖河南全省疫情分布、疫情专题、疫情统计、患者轨迹追踪、态势演变分析等方面。
案例内容
基于时空数据的河南省疫情分析与可视化研究，从疫情的可视化、专题分析展示、病患轨迹追踪、态势演变分析、决策支持几方面进行关键技术研究，研发了“时空数据让疫情一目了然”进行疫情播报。
案例研究内容如下：
① 基于时空维度的疫情数据可视化展示
以河南地形图叠加河南行政区划图为地理底图，可视化展示河南地理地形及行政区划；
根据患者居住地址和定点医院的位置，对其进行可视化展示，以不同图例展示患者的就诊状态；
根据患者的分布，形成疫情的热力图，更加直观展示疫情宏观分布。
② 疫情专题图展示
对河南省各市患者进行统计，制作市级疫情分布专题，从市级了解疫情发展态势；
对河南省各县患者进行统计，制作县级疫情分布专题，从县级了解疫情发展态势。
③ 疫情统计
对河南省各地市确诊病例进行统计，以柱状图形式进行展示统计结果，并可查看各地市下属区县的统计柱状图；同时，可以根据患者描述，对患者病例来源进行分析，生成每个县市的疫情感染图；
对河南省疫情发展趋势进行统计，生成疫情发展态势图，以展示每日确诊、治愈、死亡的患者发展历程，从时间维度展示疫情态势；
对河南省每日新增患者进行统计，生成疫情传播趋势图；
对河南省患者的年龄进行分析，生成各年龄段患者分布饼状图。
④ 患者行为轨迹时空分析
可视化回放患者的行为轨迹；
基于时空数据分析患者去过的商场、医院等人口密集区；
基于时空维度分析病例的来源，计算疫情区。
⑤ 基于模型的疫情态势演变分析
从地理空间+数学模型 推演分析疫情态势演变过程；
依据时空大数据预测疫情演变态势。
⑥ 突发疫情决策支持
综合患者、医院、医疗资源、社情等数据构建突发疫情应急指挥平台，实时研判疫情发展，提供辅助决策；
采用“平+战”结合思想，构建应急演练平台，平时能练，战时能用。
应用效果
本案例对河南疫情数据进行了收集整理，并依据病患自疫情爆发以来的行动路线，展示了病患的行动轨迹。在此基础上，对疫情时空数据进行分析生成了疫情专题图和统计分析图；对病患的迁徙轨迹进行时空数据分析建立了疫情态势演变分析模型；最后，综合患者、医院、医疗资源、社情等数据构建突发疫情应急指挥平台，实时研判疫情发展，提供辅助决策。
案例选取地形图作为展示地图，并对河南省市县乡进行行政区域分级展示。根据病患病发时的位置和定点医院的位置进行了可视化展示。同时，以不同图例表示病患的就诊状态。
图1 可视化展示
并根据病患分布的密集程度，制作了疫情分布热力图。
图2 疫情热力图
我们根据患者的时空数据，制作了市级和县级疫情分布专题，从宏观了解疫情发展态势。
图3 河南市级疫情分布
图4 信阳县级疫情分布
此外我们还对全国的疫情等级图做了可视化展示。
图5 疫情等级图
对河南省各地市确诊病例进行统计，以柱状图形式进行展示统计结果。
图6 河南疫情分布
图7 信阳市疫情分布
对河南省疫情发展趋势进行统计，生成疫情发展态势图。
图8 疫情发展态势图
对河南省患者的年龄进行分析，生成各年龄段患者分布饼状图。
图9 病例各年龄段患者饼状图
患者行为轨迹时空分析，可视化回放患者的行为轨迹，分析病例的来源，计算疫情区。
图10 患者轨迹分析
创新点
本案例的创新点主要体现在以下几个方面：
1）基于时空维度的疫情可视化展示，根据患者居住地址和收治定点医院的位置，对其进行可视化展示，以不同图例展示患者的就诊状态，让公众更加直观的了解周边疫情的分布；
2）基于时空维度得热力分析，根据患者的分布，形成疫情的动态热力图，方便决策者，更加直观掌握疫情宏观分布；
3）基于时空行为轨迹的影响分析，可视化回放患者的行为轨迹，基于时空数据分析患者去过的商场、医院等人口密集区，预警隔离治疗需要的医疗资源；
4）基于时空维度分析病例的来源，分析计算疫情区；
5）基于时空地理模型进行疫情扩散的演变分析，推演模拟；
6）采用“平+战”结合思想，构建应急演练平台，平时能练，战时能用。
社会价值
本案例以分级设色和多种统计专题地图形式，直观展示河南全省各市县累计和新增确诊病例人数等信息，通过统计图表提供了全省累计确诊、新增确诊、新增治愈、累计治愈、累计危重、累计死亡病例等信息，提供趋势分析和按地区、年龄结构展示数据的功能。系统还对河南省定点医院和发热门诊进行了精准定位与展示，方便就近选择定点医疗机构；每日及时更新疫情数据，展示全省疫情形势和动态，为相关部门部署防控工作提供参考。
本案例通过时空数据的分析挖掘，研究确诊病例的迁徙轨迹。同时对河南省确诊病例的来源进行分析挖掘，针对输入型病例进行重点分析。对相关部门的防控部署提供重点扫查方向。
对现有疫情时空数据进行数学模型推演分析，预测疫情演变态势。采用“平+战”结合思想，构建应急演练平台，综合患者、医院、医疗资源、社情等数据构建突发疫情应急指挥平台，实时研判疫情发展，提供辅助决策。
内容转载、商务活动、投稿等合作请联系
微信号：huitiandi321
邮箱：geomaticshtd@163.com
欢迎关注慧天地同名新浪微博：
ID：慧天地_geomaticser
信息化疫情防控案例 | 全天候实时监控的软硬件一体化解决方案
信息化疫情防控案例 | 深圳市疾病预防控制中心深圳社区疫情分布系统
《慧天地》敬告
《慧天地》公众号聚焦国内外时空信息科技前沿、行业发展动态、跨界融合趋势，探索企业核心竞争力，传播测绘地理信息文化，为测绘、地信、遥感等相关专业的同学提供日常学习、考研就业一站式服务，旨在打造政产学研用精准对接的平台。《慧天地》高度重视版权，对于原创、委托发布的稿件，会烦请作者、委托方亲自审核通过后才正式推发；对于来自网站、期刊、书籍、微博、微信公众号等媒介的稿件，会在作者栏或者文章开头显著标明出处，以表达对作者和推文引用平台版权的充分尊重和感谢；对于来源于网络作者不明的优质作品，转载时如出现侵权，请后台留言，我们会及时删除。感谢大家一直以来对《慧天地》的关注和支持！