本文內(nèi)容摘自《中國(guó)測(cè)繪》2023年第9期

——訪(fǎng)中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院副院長(zhǎng)鄒濱

“

“雖然說(shuō)環(huán)境是環(huán)境，健康是健康，但健康GIS卻可以在環(huán)境和健康之間架起橋梁。”采訪(fǎng)一開(kāi)始，鄒濱就如此定義本次交談的主題。

”

當(dāng)前，人類(lèi)正面臨著全球化、工業(yè)化、城鎮(zhèn)化、人口老齡化以及疾病、生態(tài)環(huán)境、生活方式不斷變化等帶來(lái)的新挑戰(zhàn)，尤其是過(guò)去3年，蔓延全球的新冠疫情更是在警醒我們，讓民眾更加關(guān)注健康問(wèn)題。人類(lèi)80%以上的活動(dòng)與空間位置有關(guān)，任何人、任何活動(dòng)都脫離不了時(shí)空的概念。因此，健康GIS將環(huán)境數(shù)據(jù)、健康數(shù)據(jù)、地理要素集成在同一時(shí)空模型下，并開(kāi)展關(guān)聯(lián)分析，給相關(guān)領(lǐng)域帶去更多的參考指導(dǎo)意見(jiàn)就顯得更加順理成章。

中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院副院長(zhǎng)鄒濱教授

中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院副院長(zhǎng)鄒濱教授是我國(guó)較早運(yùn)用GIS相關(guān)手段進(jìn)行環(huán)境與健康領(lǐng)域研究的學(xué)者，并已在該領(lǐng)域深耕十余年，本期他將從自己的科研經(jīng)歷出發(fā)，帶來(lái)對(duì)GIS健康這門(mén)前沿交叉學(xué)科發(fā)展與應(yīng)用等方面的見(jiàn)解。

發(fā)展中的前沿交叉學(xué)科

2006年，正在讀攝影測(cè)量遙感專(zhuān)業(yè)博士的鄒濱，機(jī)緣巧合之下，參加了美國(guó)德克薩斯州立大學(xué)湛飛并教授帶來(lái)的“關(guān)于GIS應(yīng)用于環(huán)境健康領(lǐng)域研究”的講學(xué)，對(duì)此產(chǎn)生了濃厚的興趣。2007年，鄒濱作為我國(guó)第一批公派聯(lián)合培養(yǎng)的博士研究生，前往美國(guó)德克薩斯州立大學(xué)交流深造，師從湛飛并教授，博士論文方向正是環(huán)境與健康GIS研究。

“

博士論文完成后，鄒濱結(jié)束交流學(xué)習(xí)回國(guó)，“剛回國(guó)的時(shí)候，與此相關(guān)的研究在國(guó)內(nèi)相對(duì)冷門(mén)，健康GIS這種交叉學(xué)科理念并不被行業(yè)認(rèn)同，研究環(huán)境也不太成熟，起步挺艱難，學(xué)科科研資源的申請(qǐng)也沒(méi)有那么順利。”他介紹說(shuō)。

在艱難的時(shí)候，湛飛并教授鼓勵(lì)他“踏實(shí)用心做，十年后的中國(guó)，一定會(huì)重視健康問(wèn)題，健康GIS也會(huì)有春天?！眮?lái)自老師的鼓勵(lì)，讓鄒濱堅(jiān)定了在這個(gè)領(lǐng)域踏實(shí)耕耘的科研決心。

“當(dāng)然這個(gè)過(guò)程中，從未謀面的中國(guó)環(huán)科院同行，僅憑對(duì)2012年我出版的《空氣污染暴露時(shí)空建模與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估》專(zhuān)著的認(rèn)可，在一個(gè)學(xué)術(shù)報(bào)告的‘現(xiàn)場(chǎng)考察’后，直接電話(huà)邀約我作為國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)首批大氣污染專(zhuān)項(xiàng)項(xiàng)目課題負(fù)責(zé)人，讓我至今仍覺(jué)感動(dòng)?！编u濱補(bǔ)充道。

也正是這一份來(lái)自學(xué)界的淳樸信任，讓鄒濱在2016年成為了整個(gè)測(cè)繪領(lǐng)域最早主持國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目課題的副教授，獲得學(xué)校和同行的認(rèn)可，也讓他更加相信環(huán)境健康學(xué)科未來(lái)發(fā)展的機(jī)遇和前景。

對(duì)于“GIS是環(huán)境與健康之間的橋梁”這一定義，鄒濱給出自己的解釋?zhuān)骸拔覀儌€(gè)體和群體都存在有健康問(wèn)題，跟環(huán)境關(guān)系密切的具體為慢性疾病和流行性傳染病，環(huán)境導(dǎo)致疾病的過(guò)程在我們學(xué)科上稱(chēng)之為‘環(huán)境暴露’，也就是長(zhǎng)期接觸由空氣污染、污水或者重金屬污染土壤等帶來(lái)的水土氣暴露環(huán)境，并因此給我們身體帶來(lái)健康隱患，那具體何時(shí)何地造成的環(huán)境暴露過(guò)程刻畫(huà)，就由GIS來(lái)完成?！?/p>

健康GIS作為一門(mén)交叉學(xué)科，涉及地理、公共衛(wèi)生、環(huán)境科學(xué)、城市科學(xué)、導(dǎo)航定位、衛(wèi)星遙感等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域。

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據(jù)鄒濱介紹，2013年，由海外華人地理信息協(xié)會(huì)（CPGIS）發(fā)起、北京師范大學(xué)承辦的首屆中美合作交流“地理信息技術(shù)在公共衛(wèi)生健康領(lǐng)域的應(yīng)用”講習(xí)班成功開(kāi)班，在導(dǎo)師的推薦下，鄒濱成為了當(dāng)時(shí)該班僅有的兩名中國(guó)教員之一，也是這個(gè)機(jī)會(huì)，讓鄒濱有機(jī)會(huì)接觸到這個(gè)領(lǐng)域更多的國(guó)內(nèi)外學(xué)者和管理人員。“目前這個(gè)會(huì)議已經(jīng)舉辦了7屆，一開(kāi)始是由GIS、公共衛(wèi)生、地理等作為主體，隨著時(shí)間的推移，慢慢吸引了更多學(xué)科的人。”

談及健康GIS學(xué)科跨界范圍之廣的原因，鄒濱解釋說(shuō)，從環(huán)境和公共衛(wèi)生視角出發(fā)，傳統(tǒng)的環(huán)境暴露調(diào)查方式難以準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)記錄受訪(fǎng)者在特定時(shí)空位置的暴露情況，而GIS技術(shù)可以解決“以人為中心”精確量化個(gè)體環(huán)境暴露的環(huán)境健康研究；而從地理學(xué)科出發(fā)，更想發(fā)現(xiàn)時(shí)空的演化規(guī)律，找出污染點(diǎn)、熱點(diǎn)空間、傳播規(guī)律、未來(lái)風(fēng)險(xiǎn)等。

他進(jìn)一步補(bǔ)充，對(duì)環(huán)境科學(xué)的人來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)地面常規(guī)監(jiān)測(cè)手段僅能獲取表征有限、離散站點(diǎn)位置的空氣質(zhì)量濃度，而基于衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的GIS模擬制圖方法具有大范圍連續(xù)獲取表征空氣污染時(shí)空分布的優(yōu)勢(shì)，可以很好地被應(yīng)用于大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)中；具備導(dǎo)航定位功能的個(gè)體便攜式傳感器設(shè)備可以實(shí)時(shí)詳細(xì)記錄不同時(shí)段、不同地點(diǎn)的個(gè)體環(huán)境暴露情況，并可在地圖平臺(tái)上精確分析；城市科學(xué)領(lǐng)域認(rèn)為，傳染病和慢病的發(fā)病機(jī)制一定程度是與城市規(guī)劃相關(guān)的，城市需要將民眾健康問(wèn)題考慮在內(nèi)去完成開(kāi)發(fā)。

“不同學(xué)科有不同的訴求，GIS充當(dāng)著一個(gè)非常稱(chēng)職的連接工具。”鄒濱補(bǔ)充道。

優(yōu)勢(shì)明顯的跨界應(yīng)用

1854年的倫敦大霍亂爆發(fā)之初，由于缺乏系統(tǒng)科學(xué)研究，人們依然普遍地認(rèn)為霍亂與鼠疫一樣，都是通過(guò)空氣進(jìn)行傳播的。約翰·斯諾結(jié)合疫情病例發(fā)生位置與規(guī)模及霍亂爆發(fā)規(guī)模的進(jìn)一步分析后，猜測(cè)布羅德大街經(jīng)常被居民使用的水泵遭受到了污染。

他的大膽假設(shè)和嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度幫助政府采取了有效措施（將水泵的把手拆除），控制了霍亂的傳播。結(jié)合采集數(shù)據(jù)、人口統(tǒng)計(jì)及空間分析做研究，這一舉措也被公認(rèn)為奠定了現(xiàn)代流行病學(xué)研究的基礎(chǔ)。

“這是GIS空間分析應(yīng)用于健康領(lǐng)域的空間可視化分析最早可追溯的事件，也突出了GIS應(yīng)用于健康的優(yōu)勢(shì)之一——空間可視化?！盙IS在探究環(huán)境與健康的相互影響方面具有獨(dú)特的學(xué)科優(yōu)勢(shì)，環(huán)境、健康與地理信息關(guān)系密切，GIS與空間流行病學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)的結(jié)合為動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)疾病發(fā)展變化、定量評(píng)估環(huán)境因素的健康效應(yīng)、精準(zhǔn)地評(píng)估污染暴露，以及快速識(shí)別重點(diǎn)區(qū)域的疾病流行與公共衛(wèi)生狀況提供便利性條件。

提及健康GIS的學(xué)科和應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，鄒濱介紹說(shuō)除了空間可視化，還有數(shù)據(jù)精細(xì)化、結(jié)論精準(zhǔn)化、趨勢(shì)可預(yù)知性和調(diào)控的可模擬性等優(yōu)勢(shì)點(diǎn)。

空間可視化

每個(gè)個(gè)體都可能遭受水土氣環(huán)境暴露，而環(huán)境暴露過(guò)程中的污染物進(jìn)入人的身體，就可能帶來(lái)疾病隱患。人在何時(shí)何地遭受多大程度的環(huán)境暴露，需要使用時(shí)空GIS的概念形成可供參考的空間分布模型。

數(shù)據(jù)精細(xì)化

不論是傳染病還是慢病，都可以通過(guò)時(shí)空GIS模型得出相關(guān)規(guī)律。充分考慮污染源排放強(qiáng)度、排放時(shí)間窗囗、污染擴(kuò)散的氣象地形等地理因子，即使定點(diǎn)空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)少且稀疏，也能實(shí)現(xiàn)大氣污染暴露強(qiáng)度的量化，作出更可靠、精細(xì)化、網(wǎng)格化的污染地圖。

結(jié)論精準(zhǔn)化

科學(xué)可靠的精細(xì)化數(shù)據(jù)可分析出精準(zhǔn)化的結(jié)論，如果模型數(shù)據(jù)精細(xì)化程度足夠高，那么全世界各地在進(jìn)行研究時(shí)，即使樣本人群選擇不一樣，得出的結(jié)論數(shù)據(jù)也會(huì)大同小異。

趨勢(shì)預(yù)知性

持續(xù)動(dòng)態(tài)分析GIS建立模型后的歷史數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)它的變化趨勢(shì)和規(guī)律，實(shí)現(xiàn)未來(lái)的動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)。比如通過(guò)傳染病動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的分析構(gòu)建模型，確認(rèn)疫情傳播模型媒介傳播的空間、時(shí)間關(guān)系，就可以判斷下一個(gè)重點(diǎn)傳播源。

調(diào)控的可模擬性

針對(duì)核電站、火電站或者高壓站等可能帶來(lái)環(huán)境暴露的工程建設(shè)，在建設(shè)初期可通過(guò)模型模擬，預(yù)警預(yù)測(cè)其帶來(lái)的健康影響，進(jìn)而決定建設(shè)地點(diǎn)的選擇，既能滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，也能滿(mǎn)足民眾對(duì)健康的預(yù)期。

問(wèn)題導(dǎo)向引領(lǐng)學(xué)科發(fā)展

“在2007年—2019年，我們健康GIS研究領(lǐng)域面臨的最大挑戰(zhàn)，是行業(yè)對(duì)學(xué)科方向的不認(rèn)同，這個(gè)方向上的項(xiàng)目申請(qǐng)也很難獲得資助。為了扭轉(zhuǎn)這種局面，過(guò)去我們做了很多努力。”鄒濱說(shuō)道。過(guò)去3年的新冠疫情，已經(jīng)讓大家看到了時(shí)空GIS在傳染病管控和阻斷方面立竿見(jiàn)影的價(jià)值和作用，一定程度上也推動(dòng)了健康GIS學(xué)科的發(fā)展。

“從這些經(jīng)歷中我發(fā)現(xiàn)，為了后續(xù)學(xué)科發(fā)展及深入研究，科研必須要聯(lián)系實(shí)際，注重問(wèn)題導(dǎo)向，在我們提出問(wèn)題的同時(shí)還要能有合理的解決方法?！编u濱語(yǔ)重心長(zhǎng)地說(shuō)道。與在傳染病領(lǐng)域的立竿見(jiàn)影相比，公眾對(duì)慢性疾病與環(huán)境暴露關(guān)聯(lián)度評(píng)估結(jié)果的信任方面還在打問(wèn)號(hào)。

“比如癌癥的發(fā)病機(jī)理非常復(fù)雜，跟飲食、基因遺傳、生活習(xí)慣等關(guān)系緊密，其與環(huán)境暴露之間有關(guān)系，但是關(guān)聯(lián)程度有多密切其實(shí)很難講清楚和印證，過(guò)去受限于客觀(guān)條件，一些研究驗(yàn)證方法也并不科學(xué)，這一定程度上也給結(jié)論的可信度帶來(lái)影響?！?/p>

“當(dāng)前健康GIS領(lǐng)域發(fā)表的論文得出很多結(jié)論：比如極端顆粒物污染暴露和高溫事件均會(huì)致人過(guò)早死亡、大氣污染會(huì)造成新生兒缺陷或不孕不育等，類(lèi)似研究結(jié)論的推導(dǎo)以及論文發(fā)表的過(guò)程已經(jīng)持續(xù)了很長(zhǎng)一段時(shí)間，包括現(xiàn)在依然還有很多研究人員不斷地用不同的數(shù)據(jù)重復(fù)論證著這些大家已經(jīng)公認(rèn)的結(jié)論。我個(gè)人認(rèn)為，當(dāng)大家在對(duì)某個(gè)方面的基本認(rèn)知已經(jīng)形成的時(shí)候，比如公眾已經(jīng)認(rèn)同孕期大氣污染暴露會(huì)增加新生兒缺陷等疾病風(fēng)險(xiǎn)，那么作為研究人員，我們就不能仍滿(mǎn)足于或停留在用不同的數(shù)據(jù)反復(fù)去論證這個(gè)結(jié)論，而應(yīng)該再前進(jìn)一步，以如何避免和解決這個(gè)問(wèn)題為導(dǎo)向，去提供更有價(jià)值的、對(duì)改變現(xiàn)狀有用的研究成果，避免為了科研而科研，為了論文而論文。”針對(duì)當(dāng)前環(huán)境健康學(xué)科領(lǐng)域的現(xiàn)象，鄒濱呼吁道。

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在鄒濱看來(lái)，健康GIS研究的目的在于服務(wù)的精細(xì)化與大眾化，從環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)因子的外暴露調(diào)查，到環(huán)境致病因子與健康的內(nèi)暴露關(guān)聯(lián)，再到醫(yī)療資源的空間配置和可達(dá)性評(píng)價(jià)，以及公共衛(wèi)生突發(fā)事件預(yù)警與應(yīng)急響應(yīng)，甚至是從國(guó)土空間規(guī)劃視角提前謀劃實(shí)現(xiàn)“健康城市”理念，地理空間分析技術(shù)與人類(lèi)健康主題相結(jié)合的研究，這才是當(dāng)下及未來(lái)健康GIS成熟的發(fā)展方向。

契合中國(guó)科學(xué)院、中國(guó)工程院李德仁院士提出的“4R”概念，鄒濱教授認(rèn)為，健康GIS研究的目標(biāo)也在于實(shí)現(xiàn)精細(xì)化的“4R”服務(wù)，即將指定位置（right place）實(shí)時(shí)（right time）、正確的污染暴露信息（right data/information/knowledge）推送給需要的人（right person）。

在應(yīng)急層面，利用GIS將各類(lèi)時(shí)空環(huán)境信息和健康相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一整合、分析和可視化，最終對(duì)公共措施和政府決策起到指導(dǎo)性的作用，這將極大地推動(dòng)各級(jí)政府應(yīng)對(duì)公共衛(wèi)生事件的舉措。

在非應(yīng)急層面，讓政府對(duì)污染的監(jiān)測(cè)監(jiān)管不限于緊盯已經(jīng)明確的重點(diǎn)排污對(duì)象，而是可以借助時(shí)空精細(xì)的污染空間分布模擬監(jiān)測(cè)手段，進(jìn)一步在全域地理空間全方位地發(fā)現(xiàn)更多潛在需要管控的對(duì)象。

在公眾服務(wù)層面，參考現(xiàn)有最短路徑、避免擁堵、高速優(yōu)先導(dǎo)航思路，以規(guī)避或減少公眾出行的空氣污染暴露損害為目的，提出了一種基于低空氣污染暴露的健康出行路徑動(dòng)態(tài)搜索算法，并配合相應(yīng)健康出行路線(xiàn)規(guī)劃系統(tǒng)與服務(wù)。

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“只有學(xué)科的科學(xué)邏輯、政府的管理邏輯、大眾的商業(yè)邏輯三方面進(jìn)行統(tǒng)一，健康GIS的研究和結(jié)論才會(huì)更有生命力，學(xué)科發(fā)展才會(huì)越來(lái)越好。”

鄒濱出席第三屆大氣環(huán)境遙感與協(xié)同分析國(guó)際會(huì)議

現(xiàn)今，GIS在地理、公共衛(wèi)生、環(huán)境科學(xué)、城市科學(xué)等多領(lǐng)域愈發(fā)廣泛應(yīng)用，交叉課程的開(kāi)設(shè)也滿(mǎn)足了跨學(xué)科復(fù)合型人才的培養(yǎng)，談及對(duì)學(xué)科的期望以及自身科研的原則，鄒濱強(qiáng)調(diào)：“只有多學(xué)科實(shí)現(xiàn)深度的融合，迎合國(guó)家和社會(huì)需求，健康GIS學(xué)科的發(fā)展土壤才會(huì)更加良性。比如，為了從學(xué)科交叉視角推動(dòng)空氣質(zhì)量與健康主題的研究，我在2017年9月全部自籌經(jīng)費(fèi)，依托國(guó)際攝影測(cè)量與遙感協(xié)會(huì)大氣環(huán)境工作組（ISPRS WGIII/8）發(fā)起了旨在推動(dòng)研究人員增進(jìn)了解、相互認(rèn)同的‘首屆大氣環(huán)境遙感與協(xié)同分析國(guó)際研討會(huì)’，吸引了來(lái)自德國(guó)、美國(guó)、奧地利、中國(guó)香港等國(guó)內(nèi)外25家單位的80余位代表參與了會(huì)議?！?/p>

目前，這個(gè)會(huì)議已經(jīng)是每年一屆，規(guī)模在300人—400人，并且由此推動(dòng)成立了國(guó)際大氣遙感學(xué)會(huì)。鄒濱始終認(rèn)為，科研不應(yīng)該只是“為了研究而研究”，要作有用的研究，最終成果能夠?yàn)閲?guó)家環(huán)境治理與大眾健康保護(hù)做出貢獻(xiàn)，這是他個(gè)人認(rèn)同的科研目標(biāo)、也是應(yīng)該成為環(huán)境健康領(lǐng)域研究人員“面向人民生命健康”總體要求給出的美好答卷。

END

文 / 本刊記者 丹妮 圖 / 受訪(fǎng)者提供

編輯：張永超

初審：齊 陽(yáng)

審核：彭震中

聲明：本文為《中國(guó)測(cè)繪》原創(chuàng)文章，授權(quán)合作請(qǐng)?jiān)诒竟娞?hào)留言，或致電：010-63881401。

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原標(biāo)題：《中國(guó)測(cè)繪 | 鄒濱副院長(zhǎng)：用GIS架起環(huán)境和健康之間的橋梁》

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