氣象因素對登革熱的影響及登革熱預(yù)測模型的研究.pdf

1、登革熱是一種流行于全球的蚊媒病毒傳染病，而且近幾十年來感染病例數(shù)大幅度上升。研究調(diào)查估計(jì)每年有3.9億例登革熱感染者，約占世界人口總數(shù)的5.5%。感染人數(shù)不斷增多，但是目前還沒有研究出登革熱的疫苗和特異治療方法，唯一能降低登革熱爆發(fā)率的途徑是提前預(yù)防和控制病情傳播。登革熱患病者主要分布在熱帶地區(qū)，且這種病毒傳播的范圍和速度受溫度、濕度、降水量等氣象因素的影響。由于氣候不同，各地區(qū)面臨的傳染病情和風(fēng)險(xiǎn)程度也存在差異，但可以通過研究特定區(qū)域

2、的氣象因素與登革熱之間的相互關(guān)系來制定預(yù)防和控制登革熱傳播的計(jì)劃方案。目前已經(jīng)有很多研究通過分析氣象因素與登革熱之間的關(guān)系得出了最高溫度、最低溫度、相對濕度、降水量、厄爾尼諾南方濤動(dòng)指數(shù)（El Ni o-Southern Oscillation Index，簡稱SOI）等因素與登革熱發(fā)病率存在緊密關(guān)聯(lián)，本文主要研究目標(biāo)是氣象因素對登革熱的影響，在前面研究的氣象因素中添加了露點(diǎn)溫度、大氣環(huán)流指數(shù)(Arctic Oscillation(AO

3、),North Atlantic Oscillation(NAO),Pacific North American Oscillation(PNA)，以下統(tǒng)一簡稱NAO)這兩個(gè)影響因子。詳細(xì)介紹了分析氣象數(shù)據(jù)的方法和預(yù)測登革熱的幾個(gè)模型，并應(yīng)用于登革熱的預(yù)測。
　　本論文相關(guān)工作主要有以下五個(gè)方面。首先，通過相關(guān)分析研究了香港地區(qū)登革熱傳播與氣象變化之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)各氣象因素中溫度對登革熱發(fā)病率的影響最大。然后本文將收集的所有溫度(

4、絕對最低溫度、絕對最高溫度、平均溫度、平均最低溫度、平均最高溫度、平均露點(diǎn)溫度)考慮在內(nèi)，建立了泊松回歸模型對登革熱發(fā)病率進(jìn)行預(yù)測并與K-近鄰（k-Nearest Neighbor,簡稱KNN）回歸模型進(jìn)行了對比，由分析結(jié)果可知，多因素泊松回歸法預(yù)測的精度太低，而采用KNN回歸預(yù)測模型，得到的預(yù)測誤差為每月2.07人，預(yù)測精度得到了有效提高。為了進(jìn)一步提高預(yù)測準(zhǔn)確率，本文又引入SOI和NAO這兩個(gè)全球氣象因素，采用先分類后預(yù)測的分析方法

5、，建立了San Juan, Puerto Rico地區(qū)登革熱的支持向量機(jī)（Support Vector Machine，簡稱SVM）分類預(yù)測模型，達(dá)到84%的預(yù)測準(zhǔn)確率，也是本論文中預(yù)測精度最高的一個(gè)模型。為了選擇最優(yōu)模型和對比SOI和NAO對登革熱的影響強(qiáng)度，最后，本文基于分類回歸樹（Classification And Regression Trees，簡稱CART）和時(shí)間序列延遲建立了San Juan,Puerto Rico Ri

6、co和Iquitos,Peru地區(qū)的登革熱預(yù)測模型并與SVM模型進(jìn)行了對比。結(jié)果表明:CART分類模型的最高預(yù)測準(zhǔn)確率為71.9%，與SVM相比較差；對于San Juan, Puerto Rico地區(qū)，添加SOI因子可提高登革熱預(yù)測11.1%的準(zhǔn)確率，且添加NAO因子可提高登革熱預(yù)測20.2%的準(zhǔn)確率，說明SOI和NAO是影響登革熱發(fā)病率的重要因素。通過這些研究，本文總結(jié)了影響登革熱傳播的重要因素有最高溫度、露點(diǎn)溫度、SOI、NAO。與