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1、2006年11月南京晓庄学院学报Nov.,2006第6期JOURNALOFNANJINGXIAOZHUANGUNIVERSITYNo.6中国20032SARS疫情的空间建模分析沈丹英,应龙根(华东师大地理信息科学教育部重点实验室,上海200062)摘要:本文用空间建模的方法模拟了2003年中国非典疫情的发生发展过程机制.我们基于省市数据建立了一个地方性天气现象与非典疫情爆发的线性模型,并通过空间计量经济学方法经验地证实了:非典疫情就像其它呼吸系统流行病一样,主要在冬季流行、夏季消失.同时,我们基于空间误差模型计算的误差协方差矩阵揭示了:在整个非典疫情发展
2、的时空过程中,携带病毒的旅行者是跨区域传播的基本途径;这一传播方式使得首都成为整个研究区(大陆、台湾、香港、澳门)的疫情传播中心,而这种传播方向与力度是可以估算的.关键词:SARS流行病;季节性周期;空间误差模型;省际空间溢出中图分类号:R566文献标识码:A文章编号:10097902(2006)060062050引言[13]传染病是世界人群死亡率的首位原因.2003年爆发的非典(severeacuterespiratorysyndrome,SARS)[4]是21世纪才出现的新流行病.2004年以来,中国又出现了几例确诊的非典.这意味着2003年曾肆虐中
3、国[57]的非典流行病有可能死灰复燃.非典的致病原已被证实为是一种新的冠状病毒,其天然寄主被追溯至果[8][9]子狸,但其传播的机制仍然并不清楚.由于流行病基本无法预测,一些科学家因此推测它们的活动能力[1012]与冬季的低温、湿度和紫外线有关.某些呼吸系统疾病,例如流行性感冒,往往在夏季销声匿迹,而到了冬天又卷土重来.如果造成非典的冠状病毒也像流行病族的其它病毒一样,那么它也会类似流感一样成为季节性的流行病.为了预测流行病,科学家必须理解传播的途径.当流行病学家认识到非典是一种新的传染病[1314]时,他们一开始希望通过隔离病人和社会的接触来阻止进一步
4、的传播.同时,对地方性非典爆发的数学[11]模型分析也揭示了疾病的传播是通过直接接触或数米之内的口沫.但随着非典在中国境内的发展,科学[8]家进一步认识到存在着病毒远距离传播的可能性.此外,尽管已经认识到处于潜伏期的携带病毒旅行者[15]是造成非典跨地区传播的基本原因,但在非典流行病研究中,空间这一过程完全被忽视了.如果将携带病[16]毒旅行者的跨地区传播视为地理学第一定律揭示的‘空间依赖性’的一种表现,我们就可以应用一系列空间过程模型来研究非典流行病的区际传播途径.正是在这一意义上,科学家们最近呼吁发展新的SARS模[17]型,包括随机过程模型和空间过
5、程模型.本文试图经验地估算季节性因素对地方性非典爆发的影响力、以及带病毒旅行者跨地区传播的方向与强度.收稿日期:20060708修改日期:20060923[基金项目]国家自然科学基金项目(40671074);国家教育部科技司重大科技攻关项目(03074).作者简介:沈丹英(1981—),华东师大地理信息科学教育部重点实验室硕士生.通讯作者:应龙根(1952—),博士,华东师大地理信息科学教育部重点实验室教授兼博士生导师,Email:lgying@geo.ecnu.edu.cn.—62—1数据与模型1.1研究区与数据我们选择的研究区包括中国大陆、香港、澳门
6、和台湾,这是因为在2003年SARS肆虐时期这一地区受害最深,确诊非典病人和死亡率分别占世界总数的92%和91%.我们从权威机构收集了第一手资料.每日新增[18]确诊非典病人数(DRSCs)来自世界卫生组织(WHO)和中国卫生部;地方性天气现象的资料来自世界天气在[19]线(WetterOnlineGmbH)、以及世界臭氧和紫外线辐射数据中心(WorldOzoneandUltravioletRadiationData[20]Centre),包括日最高气温(HT)、日较差(TR)、日降水量(RF)、日臭氧值(OV)(地面站观测到的Dobson单位值,它代表
7、臭氧吸收的太阳紫外线辐射强度).1.2空间误差模型为了检验天气现象的差异和地方性流行病爆发的关系,我们构建了一个线性回归关系方程如下:DRSCsi,t=α+β1TMi,t-k+β2TRi,t-k+β3RFi,t-k+β4OVi,t-k+εi,t(1)其中,DRSCst表示第i省在t日的每日新增确诊非典病人数;α和β是待估计参数;TMi,t-k,TRi,t-k,RFi,t-k和OVi,t-k分别代表第i省在t-k日的日最高气温、日较差、日降水量、和日臭氧值.国内外的流行病学家发现,一个确诊非典病人从开始暴露于致病环境到出现发病症状再到最后确诊,一般需要经历
8、一个10—12天的潜伏期;所以我们用t-k来代表从病毒传播到地方流行病爆发的时滞
