地理信息系統在醫學研究中的應用
楊曉紅
第三軍醫大學高原醫學系醫學地理學教研室,重慶 400038
作者簡介:楊曉紅,女,醫學學士,實驗師
地理信息系統(geographic information systems , GIS) 是用于
采集、存儲、處理、分析和顯示地理空間數據的計算機系統。
隨著GIS 的迅速發展和廣泛使用,目前GIS 已成為醫學地理
學的重要組成部分[1 ,2 ] 。
1 GIS 的特點
20 世紀60 年代,為了處理大量的土地和環境數據,加拿
大的Roger 和美國的Duane 從不同角度提出了GIS。1972 年第
一個具有實用價值的GIS —加拿大地理信息系統(Canada
Geographic Information System ,CGIS) 投入運行和使用[3 ] 。GIS 技
術來自兩個成熟的軟件技術:數據庫管理系統(DBMS) 和計算
機輔助設計(CAD) ,并附加上對空間數據的管理和分析功
能[4 ] 。它是一個計算機化的儲存、檢索、使用空間數據的系
統,能夠儲存、檢索、處理、顯示和更新數據的屬性信息和空間
信息。實際上它是將計算機化的制圖系統(儲存圖形數據) 和
數據庫管理系統(儲存屬性數據,如一個區域的土地利用或一
條道路的坡度) 聯結起來的系統[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
強大功能在于能夠將地圖與數據相關聯,建立各種地理對象
的拓撲關系,進行空間分析,以選擇、聯結或加工數據并產生
新的圖形或信息。GIS 的各種工具可以執行諸如統計、畫出
緩沖區、將不同的地理對象進行拓撲疊壓、從不同的地理對象
中劃分空間特征及根據具體的性質選擇特征[4 ,6 ] 。與傳統的
主要用于數據儲存、處理和檢索的數據庫管理系統相比,GIS
是一個空間型的信息系統,具有對空間數據的處理能力,并能
將空間數據與屬性數據相聯結,與面向顯示的計算機輔助制
圖(CAM) 相比,它不僅具有一般的圖形形式顯示空間數據的
能力,而且具有對圖形的分析能力[6 ] 。
2 GIS 的組成和功能
GIS 以計算機系統為基礎,由計算機硬件、軟件、數據和
用戶四大要素組成[3 ] . 計算機硬件系統包括執行程序的中央
處理器( CPU) 、保存數據和程序的存儲設備、數據輸入、顯示
和輸出的外圍設備(如顯示器、打印機等) 。軟件是支持數據
信總的采集、管理、再現和回答用戶問題的計算機程序系統。
數據是系統分析和處理的對象,也是構成系統應用的基礎。
用戶則包括系統的開發、管理和使用人員。作為信息自動處
理和分析系統,GIS 的功能涵蓋了數據采集- 分析一決策的
全部過程[1～3 ] ,包括: (1) 數據采集:主要用于獲取數據,并保
證數據在內容和空間上的完整性和一致性; (2) 數據操作:包
括數的格式化、轉換等; (3) 存儲和組織:即將不同來源、不同
屬性的數據集成,融合為一體; (4) 分析:包括信息查詢、檢索、
統計、計算以及空間分析、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。能對空間相關數據進行管理和分析是GIS
的重要標志,并能提供良好的、交互式的制圖環境,設計和制
作不同類型的專題地圖。
3 GIS 的數據
GIS 中的數據可分為空間數據和屬性數據[3 ] 。空間數據
又稱地圖數據、圖形數據、空間信息,描述的是地理空間實體
的位置、大小、形狀、方向等幾何特征,以及與相鄰物體的拓撲
關系,由點、線、面組成,如地圖、工程圖、規劃圖、航空與遙感
影像等。屬性數據也稱屬性信息,是定義空間數據或特征所
表示的內容,描述該空間現象的其他特征,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
有數據必須轉換成數字化形式,數據都準備好后,即利用GIS
軟件進行分析[1 ,7 ,8 |
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