GIS-technologies in the advancement of epidemiological surveillance for anthrax in the Rostov region

Full Text

Введение Общая обстановка и география сибирской язвы в мире за вековой период не претерпела значительных изменений. Как и ранее, современный ареал сибирской язвы охватывает все континенты. На территории Российской Федерации на данный момент зарегистрировано более 35 тысяч стационарно неблагополучных по сибирской язве пунктов (СНП). Наибольшее количество СНП зафиксировано на административных территориях Сибири и юга России [1-3]. Ростовская область, отличающаяся развитым животноводством, на протяжении многих лет характеризуется наличием большого количества стационарно неблагополучных по сибирской язве пунктов. Захоронения павшего скота в прошлом, на месте падежа или вынужденного убоя без достаточно надежной изоляции мест захоронения и сожжения трупов павших животных, вели к формированию стойких почвенных очагов сибирской язвы. Сохранению почвенных очагов способствовали благоприятные климатические, географические и почвенные условия Ростовской области [4]. Почвенный покров области достаточно разнообразен и представлен различными видами черноземов (64,2% площади области), каштановыми (20,8%), луговыми и луго-болотными почвами (7,7%), а также песками, солонцами и солончаками (7,3%). В пределах области распространены три зональных типа природных ландшафтов: степной, сухостепной и полупустынный, которые сменяют друг друга с запада на восток [5]. К настоящему времени накоплен огромный объем информации о СНП в Ростовской области, содержащийся на бумажных носителях, который превышает возможности анализа и интерпретации в удобном для восприятия виде. Для оптимизации хранения, систематизации и наглядного представления данных нами использованы современные компьютерные технологии, которые дают возможность решать информационные задачи различного назначения. Использование новых компьютерных технологий, таких как геоинформационные системы (ГИС) в значительной мере будут способствовать слежению за инфекциями во времени и пространстве. Пространственные данные составляют основу информационного обеспечения ГИС. Современный анализ пространственных данных позволяет совмещать ГИС с аналитикой, что приводит к качественному, быстрому принятию решений за счет сокращения времени на анализ необходимой информации. ГИС - это программно-аппаратные комплексы, соединяющие в себе базы пространственно- распределенных данных по способам их анализа. Основу ГИС составляют картографические базы данных, состоящие из массивов электронных карт. Электронная карта с точки зрения информационного подхода - особый вид баз данных, содержащий метрические и семантические данные, связанные между собой. Метрические данные представляют собой наборы объектов (точки, линии, замкнутые полигоны), соединенные в определенные последовательности. В графической форме они отображают пространственную двухмерную картину распределения данных в системе координат. Выведенные одновременно на монитор, они представляют собой карту или картосхему, показывающую объекты исследования данной предметной области [6]. Применение ГИС и разработка информационноаналитических и прогностических программ становится актуальной задачей современной медицины. Материалы и методы Материалами для работы служили данные литературы, в том числе данные Государственного архива Ростовской области, почвенные карты «Единого государственного реестра почвенных ресурсов России» Почвенного института им. В.В. Докучаева Минсельхоза России, а также информация, предоставленная специалистами ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Ростовской области» в период с 1990 по 2014 г. При создании ГИС «Сибирская язва. Ростовская область» использовали компьютерную программу Quantum GIS, версия 2.2. Результаты и обсуждения В настоящее время в Ростовском-на-Дону противочумном институте создана ГИС «Сибирская язва. Ростовская область» с глубиной ретроспективы 132 года (1882-2014 гг.). Получено Свидетельство о регистрации базы данных № 2015620562 от 30.03.2015 г. на ГИС «Сибирская язва. Ростовская область» [7]. ОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ Рис. 1. Число неблагополучных пунктов, зарегистрированных в Ростовской области в 1882-1933 гг. Разработка ГИС включала несколько этапов: 1. Выбор компьютерной программы и картографической основы исследований, которые соответствовали поставленным задачам. 2. Создание электронных баз данных и перенос информации на электронные носители. 3. Привязка информации о стационарно неблагополучных пунктах к электронным картам, в т. ч. административной карте области, почвенным картам «Единого государственного реестра почвенных ресурсов России» Почвенного института им. В.В. Докучаева Минсельхоза России и др. 4. Анализ пространственно-временнь1х закономерностей распределения СНП, зонирование территории области по степени неблагополучия по сибирской язве. 5. Создание карт в районном разрезе по трем временным периодам (1882-1933, 1934-1984, 1985-2014 гг.). Внесенные в базу данных сведения анализа динамики заболеваемости людей и животных в Ростовской области были распределены нами на три временшЪх периода. За первый период, охватывающий 1882-1933 гг., зарегистрировано 419 СНП, наибольшее их число наблюдалось в Каменском районе - 39, в число пунктов от 21 до 30 вошли два района: Миллеровский и Шолоховский (по 23 пункта). Количество районов с числом СНП 11-20 составило девять, в группу с количеством СНП до 10 вошли 28 районов, по одному СНП зарегистрировано в Веселовском и Целинском районах. В Песчанокопском районе в данный период СНП отсутствовали. Этот временной отрезок охватывает предреволюционный и послереволюционный исторические периоды, которые характеризовались массовым падежом скота и несоблюдением элементарных правил обезвреживания трупов павших от сибирской язвы животных [3]. Во второй временной период с 1934 по 1984 г. зарегистрирован 501 стационарно неблагополучный по сибирской язве пункт. Наибольшее число СНП в данный период выявлено в Неклиновском районе - 42, в число пунктов от 21 до 30 вошли девять районов. Количество районов с числом СНП 11- 20 составило десять, в группу с количеством до 10 СНП вошли 22 района, по одному СНП выявлено в Пролетарском и Усть-Донецком районах, отсутствовали СНП - в Советском районе. В этот отрезок времени входят предвоенный и послевоенный исторические периоды, характеризующиеся высоким уровнем заболеваемости сибирской язвой. Наибольшее количество СНП в Не- клиновском районе мы связываем с активизацией почвенных очагов в связи с прохождением Миус- фронта во время Великой Отечественной войны. В третий временной период, на который мы также отводим 50 лет (с 1985 по 2035 г.), в первые три десятилетия зарегистрирован 31 СНП. Все указанные СНП вошли в одну группу с числом СНП до 10 (в интервале от одного до трех), в 24 районах Рис. 2. Число неблагополучных пунктов, зарегистрированных в Ростовской области в 1934-1984 гг Epidemiology and Infectious Diseases. 2016; 21(3) DOI 10.18821/1560-9529-2016-21-3-152-156 ORIGINAL INVESTIGATIONS Черноземы обыкновенные 26,4 41,25 Типы ландшафтов Доля СНП Черноземы южные 37,8 45,33 Степной 71 Каштановые почвы 10,5 7,45 Сухостепной 19 Темно-каштановые 8,2 3,05 Полупустынный 3 Каштановые с солонцами 2,1 2,9 Интразональный степной 5 Аллювиальные луговые 7,7 0,01 Интразональный луговой 0,75 Пески и песчаные почвы 1,5 0,01 Интразональный лесной 1,25 Типы почв % территории области Доля СНП, % Таблица 2 Долевое распределение СНП по сибирской язве по ландшафтам Рис. 3. Число неблагополучных пунктов, зарегистрированных в Ростовской области в 1985-2014 гг области в указанный период случаев сибирской язвы среди людей и животных зарегистрировано не было. Полученные сведения в результате применения ГИС представлены на рис. 1-3. Цветовая шкала отражает число и характер распределения СНП в интервалах: 1-10, 11-20, 21-20, 31-40, 41-50 пунктов. Временной анализ динамики распределения СНП по сибирской язве свидетельствует, что за последние 30 лет ситуация значительно улучшилась. Число неблагополучных пунктов составляет 31 в сравнении с 419, зарегистрированными в 1882-1933 гг., и 501 - в 1934-1984 гг. Наибольшее количество СНП в Ростовской области приходится на период с 1934 по 1984 г., что, по-видимому, связано с военно-политической обстановкой в нашей стране в период Великой Отечественной войны и послевоенный период. С использованием ГИС проведен анализ сопря- Таблица 1 Долевое распределение СНП по сибирской язве по типу почв женности СНП с типами почв. Анализ распределения существующих почвенных очагов сибирской язвы свидетельствует, что наибольшая доля СНП - 86,58% - расположена на основном типе почв (черноземы обыкновенные и южные), наименьшее их количество - 2,9% - находится в зоне каштановых почв с солонцами, 3,05% - в зоне темно-каштановых почв и 7,45% - на территории, относящейся к каштановым почвам. Распределение очагов по почвенным зонам отражено в табл. 1. Методом взаимного наложения тематических слоев ландшафтов проведен сопряженный пространственный анализ закономерностей распределения очагов сибирской язвы по ландшафтным зонам (табл. 2). Наибольшее число СНП находится в степном ландшафте, доля СНП в сухостепном ландшафте составляет 19%, в полупустынном ландшафте - 3%, что связано с преобладанием типов ландшафтов. Доминирующее значение в области имеет степной тип, сухостепной тип играет второстепенную роль, полупустынному типу принадлежит подчиненное значение, интразональные ландшафты образуют переход между этими экологическими группами ландшафтов, и границы здесь довольно условны [5]. Далее на картографическую основу были нанесены неблагополучные по сибирской язве населенные пункты методом оверлея (рис. 4). Наибольшая доля СНП приходится на западную, северо-западную и юго-западную части области, что связано с преобладающим (степным) ландшафтом области, освоенностью черноземов и развитым сельским хозяйством; наименьшее число СНП расположено на востоке области и обусловлено полупустынным типом ландшафта с каштановыми солонцеватыми типами почв в комплексе с солонцами. Таким образом, с помощью ГИС «Сибирская язва. Ростовская область» выявлены следующие закономерности в территориальном распределении СНП: - на основании временного анализа динамики установлено, что за последние 30 лет ситуация значительно улучшилась. Число неблагополучных пунктов составляет 31 в сравнении с 419, зарегистрированными в 1882-1933 гг., и 501 - в 1934- ОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ Рис. 4. Стационарно неблагополучные по сибирской язве пункты. Ростовская область, 1882-2014 гг. о - стационарно неблагополучный по сибирской язве пункт (размер кружочка отражает число лет регистрации заболеваемости людей и животных). 1984 гг. Наибольшее количество СНП в Ростовской области приходится на период с 1934 по 1984 г., что, по-видимому, связано с военно-политической обстановкой в нашей стране в период Великой Отечественной войны и послевоенный период; - максимальное количество СНП расположено в западной, северо-западной и юго-западной части области в зоне степного ландшафта, что связано с его доминированием в Ростовской области, освоенностью черноземов и развитым сельским хозяйством; наименьшее число СНП расположено на востоке области и обусловлено полупустынным типом ландшафта с каштановыми солонцеватыми типами почв в комплексе с солонцами. С использованием электронных карт нами предпринята попытка проанализировать огромный объем информации из базы данных, содержащий сведения о СНП в Ростовской области. Выявленные закономерности в удобном для восприятия виде будут способствовать быстрому и качественному принятию управленческих решений.

About the authors

Svetlana Yu. Vodyanitskaya

The Rostov-on-Don Anti-Plague Institute of the Federal Agency for Consumer Rights Protection & Human Welfare Supervision

Email: s_vodyanitskaya@mail.ru
MD., PhD. 117/40, Maksima Gorkogo str., Rostov-on-Don, 344002, Russian Federation

L. V Sudina

The Rostov-on-Don Anti-Plague Institute of the Federal Agency for Consumer Rights Protection & Human Welfare Supervision

117/40, Maksima Gorkogo str., Rostov-on-Don, 344002, Russian Federation

F. V Logvin

Rostov State Medical University

A. S Vodopjanov

The Rostov-on-Don Anti-Plague Institute of the Federal Agency for Consumer Rights Protection & Human Welfare Supervision

117/40, Maksima Gorkogo str., Rostov-on-Don, 344002, Russian Federation

Yu. G Kireev

North-Caucasian Anti-Plague Station

Rostov-on-Don, 344002, Russian Federation

V. V Batashev

The Rostov-on-Don Anti-Plague Institute of the Federal Agency for Consumer Rights Protection & Human Welfare Supervision

117/40, Maksima Gorkogo str., Rostov-on-Don, 344002, Russian Federation

References

Supplementary files