面向主动监控的感染风险时空模式建模与挖掘

【摘要】虫媒传染病如登革热、疟疾、黄热病等，严重威胁着人类的健康。其中疟疾病是目前威胁我国居民生命安全的主要传染性疾病之一。对疟疾传播实施主动监控，可以及时的发现疟疾爆发的趋势，并准确的对潜在的发病地区进行定位，对帮助政府实施医疗卫生资源的分配，改进大众的公共卫生安全状况，以及对其他虫媒传染病的预防等都具有重要意义。云南省是我国的疟疾病重灾区，本文将以云南省腾冲县为研究对象，从疟疾感染风险的时空分发的建模与挖掘入手，结合历史监控数据进行实证研究。主要工作及贡献如下：1）分别从感染风险的监测和预测两个角度，对当前的传染病的感染风险的监测与预测算法进行了综述，讨论了各方法的优缺点以及实用性，并介绍了目前应用最为广泛的传染病监控软件。2）采用经典的传播爆发监测算法对云南省腾冲县2009-2011年历年的疟疾病爆发情况进行了分析，发掘腾冲地区的疟疾爆发空间、时间模式分布，确定每年疟疾病显著性疟疾爆发的时空分布情况。3）腾冲县的疟疾病例以外源性感染为主，本文综合考虑了多种异构数据，包括社会经济因素、温度、降雨因素等，并将机器学习方法、经济学模型以及生物统计学模型相结合，提出了面向主动监控的感染风险分布建模与挖掘方法。并对腾冲县进行实证研究，结合实际生活中疟疾病防控的医疗、人力资源分配策略，设计了三种模型准确性评价方法。分别对腾冲县各乡镇每年、每季度的疟疾潜在风险以及各乡镇下属各221个村的潜在患病风险进行预测，从不同时间粒度和空间粒度验证模型的准确性与适用性。4）分析探讨了贫困地区的社会经济数据如人均收入、粮食产量以及耕地面积等共22类因素对疟疾传播爆发的影响。分析探讨了在疟疾传播中起到关键的促进和抑制作用的因素。5）实现了疟疾风险监控原型系统用以监测及预测疟疾病传播。该原型系统实现了本文所提出的基于异构数据的传染病风险预测方法以及经典的传染病感染风险监测方法，包括空间扫描统计方法以及时空扫描统计方法。分别从传染病传播风险时空分布的监测以及预测两个角度，提供了模型训练，实验分析，以及预测结果可视化等功能。利用该原型系统，可以对腾冲县的疟疾传播情况进行实时、准确的分析，进而告诉用户在何时、何地已经或将要出现何种程度的疟疾感染风险。
【作者】郭华；
【导师】杨博；
【作者基本信息】吉林大学，计算机应用技术，2014，硕士
【关键词】主动监控；传染病；爆发监测；感染风险；异构数据建模；

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