Введение

ГИС представляет собой интерактивную информационную систему, делающую возможным сбор, хранение, доступ, отображение данных, пространственно относящихся к поверхности Земли и направленная на возможность принятия научно-обоснованных управленческих решений.

Одной из глобальных проблем человечества является проблема здоровья. Здоровье – состояние полного благополучия (физического, психического, социального), это основа полноценной жизни человека и общества.

Охрану здоровья населения обеспечивает важнейшая государственная отрасль – здравоохранение. В настоящее время идет этап активной информатизации в здравоохранении. Применение предоставляемых технологией ГИС решений в здравоохранении позволяют сделать более эффективной деятельность столь важной для нас области, модернизировать ее, обеспечить современный уровень обслуживания населения, общества, государства.

Применение ГИС в здравоохранении обеспечивает решения задач мониторинга среды обитания и здоровья населения с целью принятия оптимальных управленческих решений, направленных на улучшение качества жизни населения. Важное значение здесь играет хорошая информативность при визуализации данных, облегчающая проведение анализа; поиск причинно-следственных связей. Также ГИС должна способствовать качественному восприятию информации пользователями и принимающими решения лицами.

Глава 1. Понятие ГИС

Существует множество определений географических информационных систем. Комплексным определением считается следующее: географическая информационная система представляет собой аппаратно-программный человеко-машинный комплекс, обеспечивающий сбор, обработку, отображение и распространение пространственно-координированных данных, интеграцию данных, информации и знаний о территории для их эффективного использования при решении научных и прикладных задач, связанных с инвентаризацией, анализом, моделированием, прогнозированием и управлением окружающей средой и территориальной организацией общества [10].

Геоинформационные системы создаются, основываясь на законы создания автоматизированных систем, поочерёдно проходя следующие этапы:

определение и изучение объекта автоматизации;

определение перечня задач автоматизации;

выбор ГИС-платформы;

проектирование системы;

реализация системы;

эксплуатация системы [4].

Чтобы система функционировала успешно и была актуальной нужно правильно определить ее потребителей и источники поступления информации.

Возможность обеспечения оперативной разработки многоуровневых, наглядных решений для широкого круга задач – отличительная черта ГИС. На основе одинакового количества данных могут быть предложены различные сценарии, продумана уникальная компоновка карты, выбраны нужная детализация и способы отображения объектов. Такое многообразие представлений – основа для анализа всего обилия объектов, процессов, явлений, оно дает возможность предоставлять результаты оценок и расчёты для территориально распределенных пользователей, осуществлять прогнозы, разрабатывать проекты (стратегические, тактические).

К обязательным признакам ГИС относятся:

пространственная привязка данных;

генерирование новой информации на основе синтеза имеющихся данных;

отражение пространственно-временных связей объектов;

обеспечение принятия решений;

возможность оперативного обновления баз данных за счет вновь поступающей информации [11].

ГИС рассматриваются как:

комплекс технических средств (здесь реализуются проекты, отличающиеся друг от друга сложностью);

система картографирования;

индустрия, снабжающая аппаратно-техническими средствами почти все производственные сферы.

Существует множество классификаций ГИС:

по функциональным возможностям (профессиональные, настольные, информационно-справочные);

по пространственному охвату (планетарные (рис. 1), национальные, региональные и т.д.);

по предметной области (природоохранные (рис. 2), земельные, муниципальные и т.д.);

по уровню управления (федеральные, региональные, специальные);

по целям (многоцелевые, для нужд планирования, информационно-справочные и т.д.);

по объектам (население, хозяйство, земля и т.д.);

по проблемной тематике (отраслевые, инженерные, общегеографические и т.д.);

по способу организации данных (векторные, растровые, векторно-растровые) и т.д [1].

Рисунок 1 – Планетарная ГИС [1]

Рисунок 2 – Карта встреч с белым медведем в ходе полевого сезона (2018 г.) [9]

Абсолютно любая ГИС основывается на: аппаратных средствах (всевозможные виды компьютерных платформ), программном обеспечении (инструменты, при помощи которых осуществляется получение, обработка, визуализации материала) и информационном обеспечении.

Составными элементами ГИС помимо вышеперечисленных, являются исполнители (управляют ГИС, разрабатывают ее или используют для решения задач в трудовой деятельности), а также методы (план и правила применения системы, определяющие результативность ее работы) [18].

Структура ГИС организована по тематическому принципу в виде тематических слоев и ее можно описать так: набор данных (объединенных в пространстве), находящихся в базе, доступ к которой имеют различные пользователи. Структура географических информационных систем состоит из 4 подсистем:

подсистема ввода и коррекции;

подсистема хранения пространственной информации;

подсистема обработки и анализа данных;

подсистема вывода [3].

Рисунок 3 – Тематические слои ГИС [3]

Глава 2. Характеристика ГИС в здравоохранении

Охрану здоровья населения любого государства обеспечивает важнейшая его отрасль – отрасль здравоохранения.

Использование геоинформационных систем – средство эффективного объединения и анализа данных, необходимых для решения сложных задач в областях здравоохранения, эпидемиологии и др. [14].

Чтобы использовать ГИС в области здравоохранения, да и в любой другой, требуется четко сформулировать задачу.

Человек постоянно подвергается влиянию природных (физические, биологические, химические) и социально-экономических (уровень развития общества, условия жизни и труда и т.д.) факторов, которые взаимосвязаны друг с другом. Эти факторы как по отдельности, так и в совокупности могут либо способствовать поддержанию здоровья человека, либо же провоцировать возникновение различных заболеваний.

Инструменты ГИС объединяют большое количество информации в единую систему, с помощью которой осуществляется анализ пространственно-географических закономерностей, затем принимаются соответствующие решение дальнейшего развития системы здравоохранения [6].

Внедрение ГИС-технологий в здравоохранение невозможно без:

всесторонней заинтересованности руководства;

гос. финансирования и экономической доступности ГИС-систем;

наличия квалифицированных специалистов;

единого стандарта медицинских информационных систем;

новых методов выявления причинно-следственных связей, эпидемиологического мониторинга на основе географических данных [13].

Использование ГИС в здравоохранении опирается на различные области знаний: медицинская география, социально-экономическая география, география транспорта, геостатистика, обработка растровых изображений и т.д. [13]

Существует множество функций отрасли здравоохранения, в реализации которых могут помочь геоинформационные системы. Рассмотрим следующие функции:

оценка имеющихся и перспективных активов;

выработка стратегии с учетом ее пространственной компоненты;

ситуационная осведомленность;

обеспечение эффективного управления, повышение качества обслуживания, страхование, маркетинг [7]. 

Оценка имеющихся и перспективных активов. Сюда относится анализ и развитие:

инфраструктуры здравоохранения,

ресурсов,

различных реализуемых программ (например, по укреплению здоровья, увеличению рождаемости и т.д.).

Состояние нашего здоровья, влияние на него природных и социально-экономических факторов, а также базы данных пациентов, информация и диспансеризации и т.д. отслеживаются и поддерживаются геоинформационными системами. Они предоставляют платформу для реализации сбора и анализа влияние вышеупомянутых факторов на состояние здоровья [7].

ГИС позволят собирать данные и в полевых условия, осуществляется это с помощью мобильных устройств. Это дает надёжную пространственную привязку получаемых цифровых данных.

ГИС также позволяет выявить нехватку медицинского персонала или определенных ресурсов (рис. 4). Решение этой проблемы повышает эффективность оказываемых населению услуг.

Рисунок 4 – Карта доноров крови, помогающая Ливанскому Красному Кресту определить места, где нужно проводить ее сбор или переливание [12]

Выработка стратегии с учетом ее пространственной компоненты. Сюда относится выбор целей развития, прогнозирование их возможных последствий путем совместного рассмотрения и анализа специфических медицинских данных и информации социально-демографического характера, данных об окружающей среде, административных сведений, данных об инфраструктуре здравоохранительных органов, медицинских организаций и предоставляемых ими услугах [7].

Рисунок 5 – Карта угроз и уязвимости Сирии перед стихийными бедствиями, составленная Ливанским Красным Крестом [12]

Ситуационная осведомленность. ГИС дает возможность уполномоченным лицам в принятии решений в сфере здравоохранения увидеть общую операционную картину для планирования и корректировки действий [7].

Население имеет доступ к сервисам, где оно может получить интересующую его информацию, например, о предоставляемых медицинских услугах.

Обеспечение эффективного управления, повышение качества обслуживания, страхование, маркетинг. Модернизировать рабочие процессы учреждения, улучшить обмен информацией с другими учреждениями, можно с помощью предлагаемых геоинформационными системами средствами сбора данных, управления этими данными, их анализа и моделирования, а также при совместной работе с большим набором данных. Это дает возможность отследить состояние здоровья общества в пространстве, выявить зависимость между здоровьем населения и факторами, оказывающими на него воздействие.

Проблемам использования ГИС в сфере здравоохранения являются:

недостаточность исходной информации для проведения исследований, связанная с ведомственной разобщенностью организаций, собирающих и анализирующих данную информацию;

недостаток квалифицированных специалистов в области информационных технологий;

недостаточный уровень компьютерной грамотности сотрудников медицинских учреждений;

недостаточная оснащенность компьютерной техникой;

недостаточная конфиденциальность персональных данных, данных медицинской информации, которые находятся, передаются в электронном виде и т.д.

Не смотря на проблемы, использование ГИС в здравоохранении оправдано. ГИС способствуют повышению эффективности деятельности отрасли здравоохранения, ее модернизации и переводу на современный уровень обслуживания населения и т.д. С помощью предоставляемых средств визуализации данных и аналитических функций, возможно проведение всестороннего анализа и получение новой информации. [5]

Контроль здоровья населения, принятие эффективных мер по его поддержанию и укреплению, предотвращение угроз (например, эпидемий) – важнейшая задача любого государства, в решении которой все больше используются ГИС-технологии.

Глава 3. Пример использования ГИС в здравоохранении

АrcGIS – коммерческая ГИС-платформа, позволяющая построить геоинформационную систему любого уровня. Эта платформа используется для создания, управления, анализа и визуализации любой пространственной информации, анализа отношений между объектами, моделирования географических процессов и явлений. Для разработчиков ArcGIS дает все необходимые инструменты для создания собственных приложений. Платформа ArcGIS является оптимальным решением для построения корпоративных ГИС. [4]

С помощью ArcGIS можно выполнять следующие действия:

создавать, обмениваться и использовать интеллектуальные карты;

компилировать географическую информацию;

создавать и управлять базами географических данных;

решать задачи при помощи пространственного анализа;

создавать приложения на основе карт;

поддерживать связь и обмениваться информацией с помощью визуализации [18].

Картографический инструмент ArcGIS Dashboards дает возможность организовать и представлять в веб-браузерах и на мобильных устройствах наглядную и хорошо читаемую информацию, включающую различную инфографику [15].

Технологии ГИС показали свою пользу в отслеживании пандемии коронавируса, планирования и разворачивания усилий по борьбе с ней и ее последствиями, оценки доступных ресурсов.

Картографические информационные панели, показывающие сложившуюся ситуации по распространению COVID-19, стали массовыми в использовании, они информативны, наглядны.

Трекер коронавируса от университета Джона Хопкинса – самый популярный и авторитетный в мире. Основан он на веб-приложении ArcGIS Dashboards от компании Esri [15].

В отслеживание столь глобальной пандемии вовлечен весь мир: международные и национальные организации, СМИ, различные заинтересованные структуры, начиная с глобальной карты ВОЗ (рис. 6) и заканчивая подсчетом случаев заболевания на региональном уровне и т.д.

Рисунок 6 – Глобальная карта распространения COVID-19 ВОЗ [2]

Онлайновая операционная панель Джона Хопкинса является одной их первых попыток наглядно продемонстрировать распространения коронавируса в мире(рис. 7).

Она по сей день остается наиболее популярным местом получения актуальной информации о затронувшей весь мир болезни. 

Рисунок 7 – Операционная панель по коронавирусу Джона Хопкинса [17]

На трекере представлена центральная карта «черного» мира (фон карты можно легко изменить, нажав на значок «баз. карты») (рис. 8). Имеется более 20 вариантов карт.

Рисунок 8 – Возможность изменения центральной карты в трекере Джона Хопкинса [17]

Карта усеяна красными кругами, нажав на которые можно увидеть актуальную информацию по случаям заболеваний и летальных исходов (рис. 9).

Рисунок 9 – Панель отображения актуальный информации по случаям заболеваний и летальных исходов на трекере Джона Хопкинса [17]

Также есть возможность выбора другой карты: общее число случаев (cumulativecases), уровень заболеваемости (incidencerate), коэффициент смертности (case-fatalityratio), недавних пор появилась карта глобальной вакцинации (globalvaccinations), а таже карта вакцинации в США (USvaccinations). Каждая карта имеет свою легенду (рис. 10).

Рисунок 10 – Карта глобальной вакцинации с легедной на трекере Джона Хопкинса [17]

На трекере также есть графики тенденций распространения коронавируса и множество другой информации, представленной в глобальном масштабе, по странам и даже районам.

На 40-й Всемирной пользовательской конференции Esri 2020 года эта разработка была удостоена престижной награды за особые достижения, оказавшие глобальное влияние и привлекшие всеобщее внимание [15].

Этот ресурс используется по всему миру, а его операционная панель, основанная на приложении ArcGISDashdoards, является прототипом, на основе которого было создано множество карт отслеживания коронавируса.

Как уже говорилось выше, ВОЗ использует ГИС-карты и дашборды для представления и анализа данных по коронавирусу (рис. 6). На территории России один из вариантов такой панели создан специалистами Esri CIS на основе того же веб-приложения ArcGIS Dashboards (рис. 11), сайт ООН тоже использует ГИС-платформу Esri с данными о коронавирусе и т.д.

Рисунок 11 – Карта распространения коронавируса в России [16]

Ускоренный обмен данными о распространении коронавируса помогает повысить уровень осведомленности, создавать прогнозы, принимать меры борьбы с пандемией, снижать риски и угрозы.

У этих приложений есть общие принципы и общие элементы, настроенные в соответствии со спецификой доведения нужной информации до целевой аудитории.

По сути, с внедрением ГИС-дашбордов появился многослойный ресурс, который включает в себя разнообразную графику и экспертный анализ для поддержки «умных правительств» в их действиях по решению общегосударственных и муниципальных проблем [15].

С помощью анализа информации, предоставляемой ГИС-трекерами коронавируса, мы можем еще раз убедиться в том, что угроза, связанная с коронавирусом неодинакова, последствия пандемии отличаются для разных слоев общества.

Внедрение ГИС в сферу здравоохранения дает возможность проследить готовность стран к подобным событиям, основываясь на отображении и сравнении информации о демографии, местных условиях, вместимости больниц, наличии необходимых ресурсов и т.д.

Заключение

Из вышесказанного можно сделать вывод, что отрасль здравоохранения нуждается в технологиях ГИС.

Геоинформационные системы обеспечивают решение задач мониторинга среды обитания и здоровья населения с целью принятия управленческих решений, которые позволят улучшить качество жизни населения.

Высокая информативность при визуализации данных упрощает проведение анализа, поиск причинно-следственных связей.

Картографическое представление информации является актуальным, наглядным источник предоставления информации для освещения событий регионального и глобального масштаба.

Несмотря на проблемы использования геоинформационных систем в здравоохранении, усилия по их освоению и внедрению оправданы.

ГИС способствуют повышению эффективности деятельности отрасли здравоохранения, ее модернизации и переводу на современный уровень обслуживания населения.

Литература

Блиновская Я. Ю., Задоя Д. С. Введение в геоинформационные системы. – М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2019. – 112 с. – URL: https://new.znanium.com/catalog/product/1029281 Режим доступа: ограниченный по логину и паролю.

ВОЗ трекер коронавируса – URL: https://covid19.who.int Дата обращения: 16.05.2021. Режим доступа: свободный.

Географические информационные системы – URL: https://paititi.info/ru/tehnologija-poiskov/geograficheskie-informacionnye-sistemy/ Дата обращения: 14.05.2021. Режим доступа: свободный.

Географические информационные системы (ГИС) – URL: https://geosys.by/blog/item/9-gis-intro Дата обращения: 05.05.2021. Режим доступа: свободный.

Географические информационные системы в здравоохранении – URL: https://elibrary.ru/download/elibrary_22578092_53844735.pdf Дата обращения: 10.05.2021. Режим доступа: свободный.

Геоинформационные технологии как инструмент мониторинга системы здравоохранения на региональном уровне – URL: https://top-technologies.ru/pdf/2018/9/37174.pdf Дата обращения: 15.05.2021. Режим доступа: свободный.

ГИС в здравоохранении и медицине – URL: https://arcreview.esri-cis.ru/2012/03/05/гис-в-здравоохранении- Дата обращения: 15.05.2021. Режим доступа: свободный.

ГИС, что это такое – URL: https://www.zwsoft.ru/stati/gis-chto-eto-takoe Дата обращения: 05.05.2021. Режим доступа: свободный.

Использование мобильного ГИС-приложения для учета животных на территории национального парка Русская Арктика – URL: https://arcreview.esri-cis.ru/2019/12/24/arctic-animal-survey/ Дата обращения: 16.05.2021. Режим доступа: свободный.

Капралов Е. Г., Кошкарев А. В., Тикунов В. С. Геоинформатика. – М.: Издательский центр «Академия», 2010. – С. 21.

Капустин В.Г. ГИС-технологии в географии и экологии: ArcView GIS в учебной и научной работе. –– Екб.: Урал.гос.пед.ун-т, 2012. – С.7.

Ливанский Красный Крест применяет Гис и технологию Location Intelligence URL: https://arcreview.esri-cis.ru/2019/12/31/lebanese-redcross-gis/ Датаобращения: 12.05.2021. Режим доступа: свободный.

Медицинская информатика: как оценить здоровье региона – URL: http://rcnit.mininform74.ru/Publications/news/Show?id=159 Дата обращения: 05.05.2021. Режим доступа: свободный.

Применение геоинформационных систем в здравоохранении – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/primenenie-geoinformatsionnyh-sistem-v-zdravoohranenii-obzor-literatury Дата обращения: 10.05.2021. Режим доступа: свободный.

Равняемся на классиков: ГИС-трекер коронавируса от Университета Джона Хопкинса и его последователи – URL: https://arcreview.esri-cis.ru/2020/09/29/gis-tracker-of-coronavirus-from-johns-hopkins-university/ Дата обращения: 05.05.2021. Режим доступа: свободный.

Трекер распространения коронавируса в России – URL: https://experience.arcgis.com/experience/b7e37649869e4f8b936bd8e8c3ff81c9 Дата обращения: 16.05.2021. Режим доступа: свободный.

Трекер распространения коронавируса Джона Хопкинса – URL: https://coronavirus.jhu.edu/map.html Дата обращения: 16.05.2021. Режим доступа: свободный.

Что такое ArcGIS? – URL: https://resources.arcgis.com/ru/help/getting-started/articles/026n00000014000000.htm#ESRI_SECTION2_65676BD719A146D2822ECB0AFFBE8982 Дата обращения: 15.05.2021. Режим доступа: свободный.

Код для цитирования: Скопировать