CN107863150A - 一种基于Web的雾霾天气人群健康暴露反应关系分析方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于Web的雾霾天气人群健康暴露反应关系分析方法：一：在Web界面设置待分析城市名称并上传该城市的人群健康个案数据。二：在Web界面设置拟分析的人群筛选条件，系统筛选出满足条件的个案并将其转化为按日期升序组织的统计数据。三：数据自动关联。四：在Web界面设置分析模型的初始条件。五：根据分析人员设定的分析条件，后台自动生成R语言的分析代码并执行，将分析得到的在该模型设定下的雾霾天气人群健康暴露反应关系数值及残差图返回到Web界面展示。六：根据返回的结果，根据需要在Web界面调整分析模型参数后再次可视化交互式的执行分析过程，直到结果满足业务要求。本发明构思科学，可操作性高，普适性强。

Description

一种基于Web的雾霾天气人群健康暴露反应关系分析方法
技术领域
本发明涉及一种基于Web的雾霾天气人群健康暴露反应关系分析方法，主要应用于公共卫生与环境健康领域。针对评估城市人群因雾霾天气引发的超额死亡风险即雾霾天气人群健康暴露反应关系分析时，存在的评估模型复杂、步骤繁琐以及人群健康数据、环境数据、气象数据三类数据难以关联问题，该方法将Web技术和R语言统计分析技术相结合，同时内置全国各城市的环境与气象数据，实现了一种可视化的交互式雾霾天气人群健康暴露反应关系分析研究方法。
背景技术
近期我国大部分地区雾霾天气现象频发对人群健康造成极大的损害。厘清雾霾天气的污染特征以及评价其造成的人群健康损害水平即分析雾霾天气人群健康暴露反应关系，成为了公共卫生与环境健康领域的重点问题之一。目前，虽然领域内已经开展了一些暴露反应关系评估分析，但由于该项分析需要综合使用人群健康数据、环境数据以及气象数据这三种类型的数据资源，同时评估方法模型复杂、步骤繁琐，使得其可操作性不强，不利于全国各地的公共卫生与环境健康的科技人员广泛开展此项分析，因此，我国十分需要一种能够在全国范围内普遍适用且具有较好操作性的雾霾天气人群健康暴露反应关系分析评价技术。
本发明基于Web的雾霾天气人群健康暴露反应关系分析方法将Web技术和R语言统计分析技术相结合，同时内置全国各城市的环境与气象数据，实现了一种可视化的交互式雾霾天气人群健康暴露反应关系分析研究方法，使雾霾天气人群健康暴露反应关系评估应用于全国及地方尺度的实际工作中成为可能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于Web的雾霾天气人群健康暴露反应关系分析方法，为了解决应用于雾霾天气人群健康暴露反应关系分析时，存在的评估模型复杂、步骤繁琐以及人群健康数据、环境数据、气象数据三类数据难以关联问题，该方法将Web技术和R语言统计分析技术相结合，同时内置全国各城市的环境与气象数据，使分析人员可以进行可视化的交互式雾霾天气人群健康暴露反应关系分析评估的方法。
本发明是一种基于Web的雾霾天气人群健康暴露反应关系分析方法，它有六大步骤：
步骤一：分析人员在Web界面设置待分析城市名称并上传该城市的人群健康个案数据。
步骤二：分析人员在Web界面设置拟分析的人群筛选条件，包括健康个案数据起止日期、人员性别、年龄范围、诊断ICD编码。系统筛选出满足条件的个案并将其转化为按日期升序组织的统计数据。
步骤三：数据自动关联，即系统根据转化得到的按日期升序组织的统计数据中的日期字段，从系统库中提取该城市对应日期的环境与气象数据，形成人群健康数据、环境数据、气象数据三合一的分析用数据集。
步骤四：分析人员在Web界面设置分析模型的初始条件，包括分析的核心污染物类型、其它污染物设定、时间自由度、温度自由度、湿度自由度以及是否考虑星期几因素，自动生成对应的分析模型。
步骤五：根据分析人员设定的分析条件，后台自动生成R语言的分析代码并执行，最后将分析得到的在该模型设定下的雾霾天气人群健康暴露反应关系数值及残差图返回到Web界面展示。
步骤六：分析人员根据返回的结果，根据需要在Web界面调整分析模型参数后再次可视化交互式的执行分析过程，直到结果满足业务要求。
本发明一种基于Web的雾霾天气人群健康暴露反应关系分析方法，其优点在于：构思科学，可操作性高，普适性强。它在雾霾天气人群健康暴露反应关系分析评估中有较好的实用价值，在公共卫生与环境健康实际工作的推广中有切实的应用前景。
附图说明
图1所示为可视化交互式分析方法的实际操作流程图。
图2所示为分析人员设置拟分析的人群筛选条件的Web界面。
图3所示为分析人员在Web界面设置分析模型的初始条件的操作界面。
图4所示为本发明步骤四自动生成对应的分析模型。
图5a、图5b所示为雾霾天气人群健康暴露反应关系数值及残差图返回到Web界面展示。
图6所示为Web界面调整分析模型参数得到5个分析模型。
图7所示为分析结果。
具体实施方式
下面结合附图，以对A市的雾霾天气人群健康暴露反应关系分析为实施例，对本发明的技术方案做进一步的说明。
如图1所示，一种基于Web的雾霾天气人群健康暴露反应关系分析方法，包括如下步骤：
步骤一：分析人员在Web界面设置待分析城市名称为A市并上传该城市的人群健康个案数据。个案数据的每一行为一项死亡记录，字段包括ID、出生日期、死亡日期、性别、最终死因ICD码几项。下表1为示例个案数据中的两项。
ID 出生日期 死亡日期 性别 最终死因ICD码
1 1950-01-01 2008-12-03 男 J18.9
2 1972-12-02 2008-11-13 女 C22.9
表1
步骤二：分析人员在Web界面设置拟分析的人群筛选条件，如图2所示，例如设置死亡时间范围为2015-01-01至2015-12-31，死亡年龄为30-50岁，性别为男，死因为呼吸系统疾病，对应的死因ICD码为J00-J99。本方法将首先计算出满足条件的记录，其中死亡年龄的计算方法为死亡日期与出生日期之间的日期插值转化为年，最终死因ICD码筛选范围为J00-J99。然后将满足条件的个案记录转化为按日期升序组织的统计数据。表2为示例统计数据中的两项。
日期 满足条件的死亡个案数
2008-01-01 243
2008-01-02 258
表2
步骤三：数据自动关联，即系统根据转化得到的按日期升序组织的统计数据中的日期字段，从系统库中提取该城市对应日期的环境与气象数据，形成人群健康数据、环境数据、气象数据三合一的分析用数据集。下表3为示例分析用数据集中的部分数据。
表3
步骤四：分析人员在Web界面设置分析模型的初始条件，操作界面如图3所示，设置只考虑污染物PM2.5不考虑其它污染物、时间自由度为5、温度自由度3、湿度自由度3以及考虑星期几因素，自动生成对应的分析模型如图4所示。
步骤五：根据上述设定，后台自动生成R语言的分析代码并执行，生成的R语句核心代码如下：
model<-glm(death～pm2.5+ns(time,5*2)+ns(temp,3)+ns(rhum,3)+as.factor(dow),family＝pois son(),data＝a)
cbindmodel<-cbind(summary(model)$coefficients[2,1],summary(model)$coefficients[2,1]-1.96*summary(model)$coefficients[2,2],summary(model)$coefficients[2,1]+1.96*summary(model)$coefficients[2,2])
RRmodel<-(exp(cbindmodel)-1)*1000
式中首先使用R语言中的glm函数即广义线性模型建立模型model，family＝poisson()表示设定的响应变量服从泊松分布。然后使用cbind函数对model模型的计算结果进行列合并得到cbindmodel，最后由cbindmodel计算得到RRmodel。式中death为符合步骤二设定的人群筛选条件的日非意外总死亡人数，pm2.5、o3、temp和rhum分别为和死亡日期相对应的PM2.5、O3日均值数据，、日均气温数据，以及日均湿度数据。
最后将分析得到的在该模型设定下的雾霾天气人群健康暴露反应关系数值及残差图返回到Web界面展示，如图5a、图5b所示。
步骤六：分析人员根据返回的结果，根据需要在Web界面调整分析模型参数得到5个分析模型如图6所示，再次可视化交互式的执行分析过程，得到6个分析结果如图7所示。

Claims (1)

1.一种基于Web的雾霾天气人群健康暴露反应关系分析方法，其特征在于：该方法有六大步骤：
步骤一：分析人员在Web界面设置待分析城市名称并上传该城市的人群健康个案数据；
步骤二：分析人员在Web界面设置拟分析的人群筛选条件，包括健康个案数据起止日期、人员性别、年龄范围、诊断ICD编码；系统筛选出满足条件的个案并将其转化为按日期升序组织的统计数据；
步骤三：数据自动关联，即系统根据转化得到的按日期升序组织的统计数据中的日期字段，从系统库中提取该城市对应日期的环境与气象数据，形成人群健康数据、环境数据、气象数据三合一的分析用数据集；
步骤四：分析人员在Web界面设置分析模型的初始条件，包括分析的核心污染物类型、其它污染物设定、时间自由度、温度自由度、湿度自由度以及是否考虑星期几因素，自动生成对应的分析模型；
步骤五：根据分析人员设定的分析条件，后台自动生成R语言的分析代码并执行，最后将分析得到的在该模型设定下的雾霾天气人群健康暴露反应关系数值及残差图返回到Web界面展示；
步骤六：分析人员根据返回的结果，根据需要在Web界面调整分析模型参数后再次可视化交互式的执行分析过程，直到结果满足业务要求。
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