Coğrafi Bilgi Sistemleri ve Epidemiyolojide Kullanımı. Raika Durusoy Haziran 2004

Transkript

1 Coğrafi Bilgi Sistemleri ve Epidemiyolojide Kullanımı Raika Durusoy Haziran 2004

2 Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS) Uzaysal ( spatial ) verilerin; elde edilmesi, saklanması, çağrılması, analizi gösterimi için güçlü,otomatize sistemler Geographic Information System (GIS)

3 Noktasal veri ve ilişkili özellik bilgileri

4 Coğrafi dağılımlar sorunun bir parçasıysa bilen kullanıcıya işe yarar seçenekler sunuyor Epidemiyolojiye yeni ve genişleyen olanaklar Minimum düzey hastalıklara uzaysal perspektif Optimum düzey zengin halk sağlığı ve epidemiyoloji potansiyeli

5 Kısa tarihçe 20 yıldan uzun süredir geliştiriliyor Kökeni 1982 GRASS (Geographic Resource Analysis Support System) CBS ABD ordusu tarafından geliştirilmiş! 1995 e dek ABD hükümeti destekli ArcInfo, MapInfo gibi programlar

6 Bir CBS den ne öğrenebiliriz? Neyi öğrenemeyiz? Ne öğrenebiliriz? CBS, hipotez geliştirmek için birebirdir (bir tabakalar sistemi) Doğrusal ve alansal boyutlar Neyi öğrenemeyiz? (2000) CBS, epidemiyologların gereksinim duydukları uzaysal istatistikleri analiz işlevlerine eklemekte yavaş kalıyor

7 Coğrafi Bilgi Sisteminin bileşenleri ve işlevleri Personel Donanım Yazılım Uzaysal veri Giriş Saklama İşleme Sunma Analiz

8 Veri kaynakları ABD için uzaysal veri toplayan devlet kurumları önemli veri kaynağı: USGS: rakım, arazi kullanımı/yüzeyi, alan sınırları EPA: toksik maruziyetler NCI,NIH: kanser mortalitesi NOAA: hava durumu (yağışlar, ozon vb.) CDC: mortalite ve hastalık verileri Nüfus sayımı: nüfus, yaş dağılımı gibi sayım değişkenleri NASA: uydu fotoğrafları Savunmanın bütün branşları ve CIA

9 Uzaysal veri bazen de yaratılır Haritaları dijitalize ederek: El/fare ile Özel tarayıcı yazılımları Dijitalize eden tablet ile Coğrafi kodlama/referanslama ile: Bir veritabanından (adres eşleştirme) Direkt olarak, GPS ile

10 Uzaysal veri bazen de yaratılır Uzaktan algılama Hava fotoğrafları Uydu fotoğrafları CBS veya başka yazılımlarla yapılan analizlerden de veri yaratılabilir

11 GPS (Global Positioning System)

12 GPS (Global Positioning System) 1. Dünyanın etrafında dönen 24 ABD ordusu uydusu 2. Taşınabilir mobil alıcı 3. Bilinen bir coğrafi konumda bulunan baz istasyonu alıcısı (kaba uydu sinyallerinin diferansiyel düzeltmesi)

13 Koordinat sistemleri Enlem-boylam UTM

14 Üç boyutlu küreden iki boyutlu yatay (dikdörtgen) bir düzleme: enlem ve boylam Küreden eşit alanlara sahip kareleri nasıl üretebiliriz? Bunun için yeryüzünün sağa ve sola doğru esnetilmesi gerekir.

15 Üç boyutlu küreden iki boyutlu yatay (dikdörtgen) bir düzleme: enlem ve boylam Küreden eşit alanlara sahip kareleri nasıl üretebiliriz? Bu kağıt üzerinde olası görünse de gerçekte kareler eşit büyüklükte değildir.

16 Enlem ve Boylam ları kare sistemi ile birleştirmek Eşit alan büyüklüğüne sahip kareleri UTM sistemi sağlar.

17 UTM (Universal Transverse Mercator) Sistemi: Nasıl işler? 30 E 36 E 42 E Batıdan doğuya 6 lik aralıklar 30 D 36 D 42 D Boylamlar dünyayı eşit genişlikte parçalara böler. 180 o li boylamdan başlayarak batıya doğru numaralandırılırlar

18 UTM : Zonlar 30 E 36 E 42 E 35T 36T 37T 38T Güneyden kuzeye 8 aralıklar 35S 36S 37S 38S 40 N 40 K 30 D 36 D 42 D Her bir parça, ekvatrodan başlayarak güneyden kuzeye, enlemler kullanılarak tekrar bölünürler. Bunlara Zon da denir.

19 UTM : Kare sistemi (bu kareler 100 x 100 km dir) 30 E 36 E 42 E 40 N 40 K 30 D 36 D 42 D Daha sonra da yatay ekvator çizgisi takip edilerek her zona metrik bir karelaj sistemi yerleştirilir.

20 UTM : kare sistemi Doğu ve kuzey çizgileri numaralandırılır.

21 Kareler ve kordinatlar her zonda tekrarlanır. 35T 36T 37T 38T 35S 36S 37S 38S

22 Kuzey değerleri Ekvatordan Kuzey Kutbuna doğru verilirken 35T 36T 37T 38T 35S 36S 37S 38S

23 Doğu değerleri her zonda aynı şekilde tekrarlanır 35T 36T 37T 38T 35S 36S 37S 38S

24 Kare sistemi tekrar bölünerek 50 x 50 km lik kareler de elde edilebilir T 36T 37T 38T 35S 36S 37S 38S

25 Bu noktadaki bir olgunun yerini kaydederken GPS inizde bu rakamları göreceksiniz T 36T 37T 38T 35S 36S 37S 38S

26 Bu nokta bize aynı zamanda 50 x 50 km lik karenin UTM koordinat değerlerini de vermektedir. 36S GPS de bu şekilde göreceksiniz 36S

27 Ama karenin içerisinde bir yerdeysek o zaman bütün değerleri kayıt etmemiz gerekir S

28 Verilerin düzenlenmesi CBS verileri, genelde birden fazla katmanda/ tabakada saklanır Kompleks uzaysal problemlerle uğraşırken katmanları birer birer ele almak daha kolay CBS nin temel bir özelliği

29 Örnek bir ilçe CBS nin katmanları Katman 1 Katman 2 Katman 3 Katman 4 Arsa sınırları ve arazi kullanım tipleri (alan haritaları) Yol ve demiryolu ağları (çizgi haritaları) Arazi özellikleri (noktasal yükseklik veya eşyükselti eğrileri) Hastaneler ve okulların yerleşimleri (nokta haritaları)

30 Alan, çizgi, yüzey ve nokta katmanlarına örnekler

31 Verilerin biçimi Uzaysal veri üç şekilde düzenlenebilir: Raster(kafes) Matris, kafes şeklinde Vektör Nokta(düğüm), çizgi ve poligonların bir kombinasyonu Yer Yer, mevki verisi. Noktasal veridir.

32 Aynı nesne için vektör ve raster veri modeli örnekleri

33 Analiz Çakıştırma/ kaplamalar (overlay) CBS nin görsel, hipotez oluşturan gücü

34 Çakıştırma/ kaplama

35 Analiz Çakıştırma/ kaplamalar (overlay) CBS nin görsel, hipotez oluşturan gücü Ölçüm CBS nin üstün olduğu nokta

36 Ölçümler

37 Analiz Çakıştırma/ kaplamalar (overlay) CBS nin görsel, hipotez oluşturan gücü Ölçüm CBS nin üstün olduğu nokta Tamponlama ABD de yola 20 milden daha uzak yer yok

38 Tamponlama veya yakınlık ölçümleri

39 Analiz Çakıştırma/ kaplamalar (overlay) CBS nin görsel, hipotez oluşturan gücü Ölçüm CBS nin üstün olduğu nokta Tamponlama ABD de yola 20 milden daha uzak yer yok Entegrasyon Uzaysal ortalama/ integraller

40 Sorgular Analiz Yeni harita oluşturmak için

41 Kavşaktan 50m. mesafede kaç ev var? 100m.lik grid karede kaç çocuk yaşıyor? Sel havzasında bulunan ev halkları hangileri? Birkaç basit uzaysal sorgu işlevi

42 Sorgular Analiz Yeni harita oluşturmak için Harita cebiri Haritaların mutlak, karekök, toplam, eşitsizlikleri

43 Mantıksal işlemler

44 Sorgular Analiz Yeni harita oluşturmak için Harita cebiri Haritaların mutlak, karekök, toplam, eşitsizlikleri Uzaysal analiz Uzaysal otokorelasyon, Modelleme Epidemiyolojik modelleme?

45 Uzaysal Analiz (Spatial analysis) Uzaysal nokta patern analizi Kernel metodu Hiyerarşik kümeleme teknikleri En yakın komşu hiyerarşik analizi Uzaysal küme analizi Uzaysal tarama istatistiği

46 Sunum CBS, yüksek kaliteli grafikler oluşturur: Ekrana; ilk ve en önemli olarak, Yazıcılara; özellikle de etkileyici resimler üreten renkli yazıcılar Dosyalara; postscript dosyaları, gif ve jpeg resimleri

47 Örnek uygulamalar

48 Epidemiyolojide kullanımlar Hastalık dağılımının analizi Vektörle bulaşan hastalıklar Su ile bulaşan hastalıklar Diferansiyel mortalite Çevresel riskler Elektromanyetik alanlara maruziyet Kurşun riski Çocuk yaya kazalarının tahmini Hastalık politikası ve planlaması

49

50

51

52

53

54 Number of women selecting mastectomy per 1000 cases of localized breast cancer, by county, Iowa,

55 Smoothed (spatially filtered) map of number of women selecting mastectomy per 1000 cases of localized breast cancer, Iowa,

56

57

58

59

60

61

62

63

64 Sonuç CBS, fantastik bir araç Uzaysal veriyi organize etme, analiz etme ve sunmanın harika bir yolu Henüz uzaysal epidemiyolojinin bütün gereklerini yerine getirmiyor ama çoğunu getirecek Denemekte yarar var DPT?