浅谈GIS地理信息系统在动物卫生监督工作中的应用

袁昌荣 陈银平

[摘 要]近年来，信息化建设快速发展，“互联网+”已成为现代农业建设的重要内容和有效载体，为切实履行“防风险、保安全、促发展”职能，提高执法效率，提升执法能力，推进动物卫生监督信息化建设刻不容缓。GIS地理信息系统在动物卫生监督工作中发挥着重要作用。基于此，本文主要介绍了GIS地理信息系统在动物卫生监督领域应用的最新现状及主要功能。

[关键词]GIS地理信息系统；动物卫生监督工作；江苏省

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2019.02.072

[中图分类号]Q7 [文献标识码]A [文章编号]1673-0194（2019）02-0-03

加快推进GIS地理信息系统在江苏省动物卫生监督工作中的应用，是提升科学决策能力的迫切需要。动物卫生监督部门通过建设GIS地理信息系统，能够借助大数据统计分析功能，对畜牧生产行情、动物疫情分布、畜产品质量安全状况等做出有效评估、超前预警，及时为主管部门提供决策参考。本文主要介绍了GIS地理信息系统在动物卫生监督领域应用的最新现状及主要功能。

1 GIS地理信息系统应用于动物卫生监督工作的背景及意义

总体来说，近年来江苏省动物卫生监督工作成绩显著，但在动物卫生信息管理方面还存在一些问题。一是行业信息资源内容单一，难以深层次开发利用。畜牧行業信息采集方式多采用报表方式报送，报送内容多是总体数据，常常是相关属性的档案信息，而不是在业务工作中围绕基础主体实际产生的细颗粒信息，且信息内容不完整，更缺乏空间信息。目前，各地检疫管理、无害化处理、兽药饲料管理等统计数据均通过汇总方式上报，不能反映各区域单个监管对象的实际情况，也不能反映各业务之间的内在联系，更谈不上数据挖掘利用。二是产业信息缺少共享，业务协同不足。在各省级动物卫生监督机构开发的业务系统中，积累了大量养殖场户、屠宰场、动物卫生监督检查站、兽药经营企业、无害化处理场和官方兽医等基础信息以及检疫、无害化处理等业务数据信息，但这些信息资源跨层级、跨区域、跨部门、跨系统，共享不足，无法有效支撑各项工作，更不能给为政府决策参考提供准确的信息。三是产业信息时效性差。由于缺乏数据采集、上报的相关技术支持，导致数据更新严重滞后，不能发挥应有的作用，不能满足畜牧生产监督管理的需要。例如，当动物疫病发生时，上报汇总不及时，确定疫点、划定疫区和威胁区存在难度，不利于重大动物疫病进行及时、快速处置。四是行业信息缺乏深入挖掘，资源利用不足。从养殖到屠宰各环节采集的基础信息、业务信息没有进行有效统筹规划，存在无效数据，不能深入挖掘、分析，未能对动物疫情预警预报、风险评估、疫情应急处置、资源配置等关键业务起到有效支撑。

针对上述问题，江苏省动物卫生监督所开发了GIS地理信息系统，通过在地图上直观展示相关机构单位、企业基础信息及位置，同时实时统计和汇总相关检疫数量等统计数据，为江苏省畜牧产业大数据汇总和风险评估提供支撑，对于畜牧产业的持续稳定和安全健康发展具有重要的意义。

2 GIS地理信息系统介绍及应用现状

2.1 GIS地理信息系统概述

地理信息系统（Geography Information System，GIS）是一个空间型的信息系统，其数据多为地理空间信息，采用地理模型分析方法完成空间地理数据管理、地理分析、地理决策等。它将计算机图形和数据库相融合，具备采集、管理、分析和输出多种地理空间信息的能力。GIS地理信息系统应用于各行各业，能把地理位置信息和相关业务属性有机结合起来，根据行业需要将空间地理信息及其相关的行业属性信息图文并茂地展示给用户，通过其独有的空间分析功能和可视化表达功能为行业管理者提供各种辅助决策。

GIS地理信息系统具有以下特点。一是具有空间性和动态性，GIS包含地理对象的位置信息、多维结构信息和形态特征，且各类信息特征具有动态变化性。二是除了空间信息，GIS还包含其他丰富信息，特别是大量与业务相关的信息，比如养殖场的基础信息、无害化车辆的运输轨迹和风险评估等。三是标准化、规范化，诸多的统计数据纷繁复杂，GIS可对各类数据进行归并分类、量化分级等标准化处理，使其满足数据挖掘、分析要求，从而实现风险等级评估和相关决策分析等。

2.2 GIS地理信息在动物卫生监督工作中的应用现状

近年来，GIS地理信息系统技术发展迅速，其应用已十分广泛，涉及各行业领域，诸如农业、林业、城市管理、水利、军事、土地资源和生态环境等。GIS在动物卫生监督领域也有重要发展，世界各国在多年前就在积极建设动物卫生数据库和GIS系统。美国、加拿大、澳大利亚、新西兰、泰国、马来西亚以及欧盟等国都已进行了动物卫生数据库和GIS建设。美国早在1996就建立了国家动物卫生报告体系（National Animal Health Report System，NAHRS），澳大利亚也有功能完善的国家动物卫生信息系统（National Animal Health Information System，NAHIS），这些系统都包含GIS地理信息系统，目前正在国家动物疫病控制中发挥着积极作用。

为全面掌握国家动物卫生状况，提高管理质量和决策能力，我国政府也进行了整个动物卫生体系和动物疫病管理改革。随着改革成效的显现和GIS本身的发展，全国各级动物卫生监督机构和部门都迫切需要建立动物卫生GIS地理信息系统。2015年，国家动物流行病学研究中心设立专项资金，专门开发研究全国动物卫生监测信息平台，该系统将GIS应用在动物卫生监督管理。

江苏省更是将GIS地理信息系统作为信息化建设的一项重点工作。2017年开发了符合动物卫生监督实际工作的GIS地理信息系统，实现基于数据库的多项组合查询、统计和基于GIS的地图查询、动态显示，以及风险等级评估的直观展示等。

3 GIS地理信息系统结合动物卫生监督的优势

3.1 实现常规监管数字化和可视化

GIS地理信息系统包含基础地理信息，如行政区划、水系、地貌、土质植被、居民地、交通网和境界等电子地图元素。通过GIS地图直观展示，实现各级动物卫生监督机构、检查站、规模养殖企业、屠宰加工企业等地理位置信息和基本情况的数字化、可视化。通过数据筛选过滤，可在GIS地图上以图表形式展示相关的检疫开证数和开具检疫证的动物或动物产品的数量，同时通过关联动物卫生监督执法人员随身携带的执法终端位置，对监督执法过程进行监控，有效避免隔山开证，实现检疫电子出证数字化、可视化。结合全省无害化运输车辆上安装的移动视频监控和GPS定位设备，在GIS地图上能够查看运输车辆的运行轨迹，对越界、时间异常、轨迹异常情况可报警、可回放，实现对无害化运输车辆、运输过程的全程监管可视化。图1是江苏省盐城市盐都区的动物养殖场分布图。

3.2 为政府决策提供直观参考

除基础地理信息外，GIS地理信息系统还包含专题地理信息，即动物卫生信息，包括动物养殖场空间分布、养殖场基本信息、屠宰场地理位置、病死无害化动物处理运输轨迹、动物疫病发生后的空间扩散、感染区域及其他区域的相对位置、政府设置的监测点位置、隔离带位置、缓冲区位置、动物数量和发病动物数量等。通过数据分析，将现场图片和动物卫生信息以模型形式进行展示，比传统的文字图表更直观清晰，例如动物疫情地理位置、疫情严重程度等在地图上可以一目了然，从而更利于决策者做出决策。

3.3 实现风险等级评估

GIS具有空间分析能力，可以将动物疫病感染原因与发病地理位置进行空间关联，由此来研究地理、环境与疫病的关系，寻找疫病多发区动物发病的深层次原因。同时，GIS可以统计季节变化与疫病的关联性，分析发病周期，研究气候变化与疫病的关系，从而分析预测某些疫病发生的可能性。此外，GIS可以选出影响疫病发生的一些因素作为参考因子，并根据重要性为这些参考因子设置权重图层，分析构建疫病风险区域图，实现风险等级评估。

4 开发GIS地理信息系统应考虑的问题

4.1 加强动物卫生数据库建设

动物卫生数据库建设是动物卫生GIS开发的基础。目前，畜牧行业报送的数据多是汇总数据，未体现与实际业务工作中的对应关系，存在数据重复输入的问题，且采集压力大，数据准确性不强，更谈不上数据挖掘利用。因此，要规范数据采集，建立健全从养殖到屠宰关键环节兽医卫生业务信息采集指标体系，改进采集方式，明确采集责任，提高数据质量，确保数据真实可用。同时，畜牧行业要完善数据管理，建立完善的中心数据资源管理相关制度，对中心所有信息根据职责、服务对象和服务内容进行分级管理。

4.2 加强标准化建设

标准化是GIS技术的重要内容。目前，市面上电子地图的比例尺各式各样，没有统一的规范、标准，地图质量也参差不齐，不同来源的电子地图没有办法进行无缝拼接，不利于GIS系统的开发。因此，GIS地理信息系统应该有十分严格的精度要求，有统一的规范、图式和标准，对数据要有统一的表达标准。

4.3 重视安全性

GIS是一个特殊的产品，它能够多方位、更详细地表达一个行业的基础信息。比如，动物卫生监督GIS地理信息系统能表达出饲养区域分布、动物种群结构、疫病情况分布等内容，对调整国家宏观经济具有重要的意义。因此，基于GIS的开发必须考虑安全性和保密性。建设过程中应实现用户分级分权处置，为不同用户提供各自的用户空间，并赋予不同的操作权限，针对敏感数据操作进行日志记录，针对特定操作进行审计记录。

4.4 考虑扩展性

为了延长系统的使用寿命、有效保护系统投资，在建设GIS信息系统时应充分考虑系统的扩展性，以满足不断变化的国家政策和业务需求。GIS信息系统的建设周期一般都比较长，开发一个系统往往需要2～3年，甚至更长的时间。在建设过程中，软件结构、硬件设备乃至基础地理信息都可能存在调整，因此在系统设计时一定要有前瞻性，为系统留有扩展的余地。中心数据资源整合与开发利用也必须具有不断增长的能力和强大的扩展性能。

5 GIS地理信息系统应用展望

未来，对于一些疫病控制重点区域，可通过仿真等手段进行多种预测和决策。通过对动物卫生监督数据库中的海量数据进行分析，找出影响疫病的各类因素作为仿真模型的参数，如地理、交通、气候、文化程度、饲养方式和贸易等。通过设置和调整这些参数，例如虚拟设定养殖场地理位置、动物饲养密度、传播媒介的空间分布、动物疫病发生后的空间扩散途径等和疫病传播有关的因素，比较不同参数作用下动物疫病传播的速度、范围和结果；比较采用不同控制措施后的动物疫病控制效果；多角度、多层次、多方面对疫病的起因、发展及流行趋势进行分析、模拟，从而实现动物疫病风险评估。最终通过不断调整参数，找出重点的防控地区，确定发病的最主要因素、最佳的饲养结构和饲养密度；通过找出不同因素下最有效的防控措施，提出实际操作性强、经济上合理的优化防控策略和方案。

主要參考文献

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