地理信息系统是一个集各种科技和技术于一体的工具，可用于管理空间和叠加在其上的各种各样信息的关系，可以用来研究一个地区、管理一个项目、选择一个理想的位置，或是选择一条合理的运输线路。它能辅助用户从空间的角度分析相关数据，因此也可以为其他一些综合应用领域(例如商业、经济和政府)提供决策的辅助依据。
公共卫生的定义是研究人群的健康，而不是个人，目的是专注于预防治疗，并且通常由政府运作而不是私人医疗公司。GIS正在逐渐融入公共卫生这一研究主题中，此领域的研究人员和管理员使用GIS来进行研究、规划和管理疾控项目。
本文旨在揭示在近期内公共卫生机构使用GIS作为一种研究工具的情况，解释如何使用GIS和如何保持例如健康信息等敏感信息的隐私性。
公共卫生和GIS的历史和发展
医学或健康地理学是医学研究的一个领域，通过利用地理技术，诸如地图的使用以及利用GIS来研究人类居住环境对其健康的影响。很久以来，科学家们就利用地图来研究公共卫生。例如古希腊医生希、西方医学奠基人波拉底就曾统计过人们的健康是如何受其地理位置的影响。此外，一些早期的研究项目关注生活在高海拔地区和低海拔地区的人们的疾病状况，该研究发现生活在低海拔地区并接近水域的人们更有可能感染疟疾。
最早利用地图进行研究的是一位来自伦敦的医师——约翰·斯诺博士，在18世纪50年代他使用手绘地图来显示霍乱死亡人数的地理空间分布。他将标记有死亡地点的地图和公共供水系统地图叠加，然后他据此找到一个位于百老汇街的水井，此处附近死亡率最高。随着该处水井被处理以后，整个区域内霍乱致死率就显著降低了。斯诺博士的研究为后来的疾病扩散传染地图领域奠定了坚实的基础。这一研究声称，疾病的传染一般是从某一中央源开始，并以环境条件为基础具有一定的传播模式。
时至今日现代GIS技术被大量使用在进行疾病扩散的研究和分析公共卫生领域内的其他问题和主题。以公共卫生信息学为例，这是一门专注于如何利用信息科学和技术进行公共卫生的相关研究，因此GIS是这一领域常见的研究工具，因为它所提供的地图可以显示疾病、位置和疾病集群的相互关系。
除了使用GIS让疾病地图化，公共卫生机构最近开始利用GIS来识别区域内人们收入上的差异和不平等所导致医疗质量的差别，来确定哪里需要集中发展医疗设施。另外，利用GIS来显示疾病传播地图和其他与健康有关的问题，这使得GIS变成公共卫生研究的一个重要组成部分。
GIS如何用于公共卫生
今天GIS被用于公共卫生的许多不同方面。然而在进行分析项目之前了解公共卫生应用GIS的基础是很重要的。在最基本的使用中，研究人员可以很容易地使用GIS来回答“哪里”“位置”“分布”等问题;例如“人们的生活区在哪里?”“疾病从哪里爆发?”和“空气污染的来源在哪里?”并且在许多情况下，它可以提供与公共卫生相关的其他问题的答案，因为通过GIS创建的地图可以直观地显示诸如疾病的起点，危险点和污染的来源等因素的发展模式。
GIS在公共卫生应用程序中的两大重要基础部分是发病率和患病率。发病率是检查在一个特定的疾病或健康问题的时间段内新增病例的数量。患病率是在一段特定的时间内现有情况下的疾病的发病率。这些对GIS应用程序很重要，因为如果一种具有快速死亡率的疾病，社区中的发病率会高于患病率，同时GIS可以让研究人员和卫生官员直观地在地图上看到致命疾病的分布并可能据此找到疾病的来源。
以伊利诺伊州为例，根据2011年统计数据表明，州内约有65610位居民罹患癌症;在伊利诺伊州癌症是第二大死因，但是在45到64岁的年龄段之间，癌症是排名第一的致死原因;肠癌的死亡率占总癌症致死率的比例超过了10%。
无论是男性还是女性，肠癌都是排名第三的癌症致死病因。在2010年，共计2298例肠癌死亡病例(男性1159例，女性1139例，见表1和表2);在每十万人口中癌症发病排名第三的都是肠癌(男性 54.8%，女性 39.1%;见表3和表4)。
地图一是为了评估在伊利诺伊州居民罹患肠癌的情况、识别肠癌高发病率和高死亡率地区、教育公众和利益相关者共同承担肠癌、协助机构合理分布联邦卫生控制中心(FQHC)的位置，以便未来可以共同合作以减少肠癌对经济和社会的负担。
这张地图将协助伊利诺伊州癌症协会(ICP)和利益攸关方，以确保高发病率和死亡率的区域内均分布有FQHC，通过当地的FQHC和ICP的共同努力，以增加肠癌筛查，最终以减少肠癌发病率和死亡率。
GIS与公共卫生项目结合需要四个必要步骤。第一步是评估，这个步骤包含分析数据的类型，以确定已有数据是否可以回答必要性问题，保持隐私和符合法律规范。政策发展是另一个重要的步骤，因为通过结合健康数据与社会-人口统计学、环境、行政和医疗服务基础设施等因素，具有时间属性的GIS可视化健康数据可以用来协助制定政策决策，设定目标，并评估结果。因此，政策发展有助于保持隐私和理解社会问题。操作意识和保险是另两个重要步骤：操作意识是很重要的，因为GIS可以让卫生官员在面对突发事件时快速做出正确的决定，但对他们来说更重要的是彻底检查GIS所给出的结果以及分析多个数据集，来合理分配资源以应对需要，以及预测未来可能会发生的问题。保险所涉及到的对健康状况的监测，可以有效地理解和评估那些有助于健康和疾病与公众的交流和共享信息的因素。
数据类型和维护隐私
由于GIS在公共卫生方面有许多不同的用途，因此可以利用各种各样类型的数据进行研究。美国疾病控制和预防中心在他们的网站上列出了几种不同GIS数据来源。这些数据包含美国人口普查机构，世界卫生组织和泛美卫生组织等信息。这些数据包括特定的专题数据，比如艾滋病、空气质量、糖尿病患病率、癌症研究和统计以及婴儿死亡率等。这是目前可用于研究目的和背景研究的所有数据。在紧急情况下也可以创建新的GIS专题数据。
大量带有敏感信息和隐私信息的数据被GIS采用，以进行公共卫生的研究程序，因此一些大型的研究所人员对个人隐私和保密问题深表担忧。所以在创建地图的时候就必须采取必要的措施以确保空间数据信息不会指向单个个体。知情同意、使用小尺寸地图、地理属性掩蔽以及地址偏移等都是可以增加保密性的方法。
GIS和公共卫生结合的例子
由于GIS和公共卫生成为一个巨大并不断增长的领域，因此许多不同于过去的项目和正在进行的研究项目都属于这个范畴。美国疾病控制和预防中心以及一些规模较小的当地政府结构都在这一领域有许多不同的研究应用。洛杉矶有一个健康评估和流行病学办公室，提供涵盖城市、社区内有关卫生到儿童肥胖和预期寿命的各种不同的报告，都是利用GIS得来的。
有些大学也在开展公共卫生研究进程。例如哈佛大学公共卫生学院就有许多不同的研究项目，重点是使用GIS作为他们的主要工具之一，所涉及的专题例如空气污染和体育活动等。（编译丨本刊编辑 张鹏英）
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