Автореферат и диссертация по медицине (14.02.02) на тему:Совершенствование эпизоотологического мониторинга Волго-Уральского и Прикаспийского песчаных очагов чумы на основе геоинформационного картографирования

На правах рукописи

ПОРШАКОВ Александр Михайлович

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ЭПИЗООТОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА ВОЛГО^УРАЛЬСКОГО И ПРИКАСПИЙСКОГО ПЕСЧАНЫХ ОЧАГОВ ЧУМЫ НА ОСНОВЕ ГЕОИНФОРМАЦИОННОГО КАРТОГРАФИРОВАНИЯ

14.02.02 - эпидемиология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

005553621

2 3 ОКТ 2014

Саратов-2014

005553621

Работа выполнена в Федеральном казенном учреждении здравоохранения «Российский научно-исследовательский противочумный институт «Микроб» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека

Научный руководитель:

доктор биологических наук, Кузнецов

старший научный сотрудник Александр Александрович

Официальные оппоненты:

Опарин Михаил Львович - доктор биологических наук, Саратовский филиал Федерального бюджетного учреждения науки «Институт проблем экологии и эволюции животных им. А.Н. Северцова» Российской Академии наук, директор

Евченко Юрий Михайлович — кандидат медицинских наук, доцент, Федеральное казенное учреждение здравоохранения «Ставропольский научно-исследовательский противочумный институт» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, старший научный сотрудник лаборатории подготовки специалистов

Ведущая организация:

Федеральное казенное учреждение здравоохранения "Иркутский ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский противочумный институт Сибири и Дальнего Востока" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека

Защита диссертации состоится «16» декабря 2014 г. в 10.00 на заседании диссертационного совета Д 208.078.01 по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук, на соискание ученой степени доктора наук при ФКУЗ «Российский научно-исследовательский противочумный институт «Микроб» Роспотребнадзора (410005, г. Саратов, ул. Университетская, д. 46).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на сайте http://www.microbe.ru/main/disser/dissert/ Российского научно-исследовательского противочумного института «Микроб».

Автореферат разослан « » октября 2014 г. У

Ученый секретарь диссертационного Д^х-^тС Слудскнй

совета, доктор биологических наук ^ГС.^"^ О Александр Аркадьевич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Одним из крупномасштабных достижений системы противочумных учреждений в XX веке явилась паспортизация природных очагов чумы, расположенных на территории бывшего Советского Союза, которая проводилась с 1976 по 1991 год [Барков В.Н. и др., 1975; Руденчик Ю.В., Солдаткин И.С., 1990]. Результаты паспортизации сыграли главную роль в модернизации эпидемиологического надзора за чумой [Кузнецов A.A. и др., 2004]. Стремительное развитие ГИС-технологий в XXI веке диктует необходимость проведения нового этапа паспортизации. Это подкрепляется периодической активизацией природных очагов чумы Российской Федерации и непрекращающимися эпидемическими проявлениями инфекции в странах ближнего зарубежья [Кологоров А.И. и др., 1990; Хамзин, С.Х., 2001].

Эпидемиологическое благополучие населения успешно достигается при использовании полной и детальной информации о дислокации, размерах и структуре очагов, их эколого-эпизоотологическом состоянии, наличии и характере эпидемиологических рисков и т.д. [Солдаткин И.С. и др., 2000]. Информация общего характера содержится в паспорте природного очага чумы. Текущую, постоянно меняющуюся информацию, получают при эпизоотологическом обследовании, из отчетов, ежемесячных сводоки другой документации. Доступность источников необходимых данных неодинакова, а заключенные в них сведения зачастую весьма ограничены. Поэтому существует необходимость объединения имеющейся и получаемой вновь информации в единую базу данных, что можно реализовать путем возобновления программы паспортизации природных очагов при одновременном использовании ГИС-технологий [Кузнецов A.A. и др., 2012]. Таким образом, внедрение географических информационных систем в деятельность учреждений противочумной системы является актуальной задачей и не требует дополнительных обоснований.

Полноценный анализ эпизоотологической и эпидемиологической обстановки достигается использованием комплексной картографической информации, которая должна включать в себя не только картографическую составляю-

щую, но и результаты тематического геоинформационного картографирования. В качестве универсальной основы оптимальным картографическим источником служат цифровые топографические карты (ЦТК). Тематическое картографирование логично проводить по двум направлениям: 1) отображение на карте основных ретроспективных материалов; 2) перманентное нанесение результатов текущего эпизоотологического обследования.

Применение современных географических информационных технологий дает возможность создания информационно-аналитических комплексов, способствующих принятию оптимальных управленческих решений. Электронные паспорта природных очагов чумы призваны стать одним из таких комплексов, а в перспективе - и паспорта других природно-очаговых инфекций. Обязательным компонентом электронного паспорта выступает комплексная цифровая карта очага, без которой нельзя обеспечить высокое качество эпизоотологического мотггоринга и выстроить эффективную систему профилактических мероприятий. В соответствии с вышесказанным выполненное исследование является актуальным.

Степень разработанности темы исследования. В ходе диссертационного исследования было проанализировано 222 работы отечественных и зарубежных авторов. Положительная оценка результатов предыдущей паспортизации, а также продолжающаяся периодическая активизация природных очагов чумы Российской Федерации побудили нас начать разработку новой, электронной паспортизации.

С этой целью выполнен анализ ретроспективных и оперативных данных эпизоотических проявлений в Волго-Уральском (российская часть) и Прикаспийском (Волго-Кумское междуречье) песчаных очагах чумы с 1923 по 2013 год. Исследования проведены по 1034 точкам выделения культуры чумного микроба на территории площадью 20218 кв. км.

Для разработки электронных паспортов на платформе компьютерного приложения АгсвК были созданы цифровые модели территорий изучаемых природных очагов чумы, включающие в себя более 50 слоев, а также базы дан-

ных эпизоотических проявлений за 90-летний период, содержащие сведения по 1914 выделенным штаммам чумного микроба.

Отработка методов использования приемников спутниковых сигналов в системе глобального позиционирования в целях эпизоотологического обследования проводилась во время 19 полевых командировок общей продолжительностью 259 дней.

Цель исследования. Создание электронных паспортов Волго-Уральского и Прикаспийского песчаных очагов на базе современных геоинформационных технологий для обеспечения рационального и эффективного эпидемиологического надзора за чумой.

Задачи исследования:

1. Разработать методологию использования ГИС-технологий при подготовке электронного паспорта природного очага чумы;

2. Отработать приемы полевой работы с приемниками спутниковых сигналов (навигаторами) для глобального позиционирования (ГЛОНАСС/СРБ) в процессе эпизоотологического обследования;

3. Разработать способы камеральной обработки оперативных данных обследования и их передачи на серверы учреждений, аккумулирующих сведения о результатах эпидемиологического надзора за чумой;

4. Провести полевое и камеральное картографирование российской части Волго-Уральского и Волго-Кумской части Прикаспийского песчаных очагов чумы, используя ретроспективные данные и результаты текущего эпизоотологического обследования их территории, уточнить границы, размеры, пространственную и биоценотическую структуру очагов;

5. Подготовить и разместить на сервере РосНИПЧИ «Микроб» электронные паспорта Волго-Уральского и Прикаспийского песчаных очагов чумы для запуска в эксплуатацию в системе сбора данных эпизоотологического мониторинга.

Научная новизна исследования заключается в разработке типового (базового) электронного паспорта природного очага чумы; создании и пуске в эксплуатацию электронных паспортов Волго-Уральского и Прикаспийского песчаных очагов; проведении геоинформационного картографирования и создании электронных баз данных по эпизоотическим проявлениям чумы в Волго-Уральском (с 1926 по 2013 ггод) и Прикаспийском (с 1923 по 2013 год) песчаных очагах; установлении современных границ и площадей этих очагов, в определении размеров и дислокации эпизоотических ядер и других элементов их пространственной структуры; уточнении расположения формально-территориальных единиц (секторов) с различным уровнем эпидемиологической опасности.

Теоретическая и практическая значимость работы. В результате проведенных исследований были созданы электронные паспорта Волго-Уральского и Прикаспийского песчаных очагов чумы и апробированы весной 2014 г. при проведении эпидемиологического надзора. Новые пересмотренные границы очагов способствуют оптимизации эпизоотологического обследования за счет его усиления на эпидемиологически опасных участках. Созданные паспорта могут служить прототипом аналогичных справочно-информационных комплексов для других природно-очаговых инфекций. По результатам исследования подготовлены методические указания по паспортизации природных очагов чумы Российской Федерации, регламентирующие порядок составления электронных паспортов и правила их использования при проведении эпизоотологического мониторинга очаговых территорий. Данные методические указания направлены для утверждения в Федеральную службу по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека.

Материалы научных исследований использованы при разработке нормативно-методических документов и баз данных:

1. Методические указания «Сбор, учет и подготовка к лабораторному исследованию кровососущих членистоногих в природных очагах опасных инфекционных болезней». МУ 3.1.3012-12. М., 2012.

2. Методические рекомендации по определению площадей эпизоотий в природных очагах чумы Российской Федерации № 01/8754-9-34 М., 2009.

3. Методические рекомендации «Эпидемиологический надзор в сочетан-ных природных очагах чумы и других опасных инфекционных болезней бактериальной, вирусной и риккетсиозной этиологии в Северо-Западном Прикас-пии». Саратов, 2010 г.

4. База данных «Эпизоотические проявления чумы в Прикаспийском песчаном очаге (43)». Свидетельство ГР № 2014620376 от 03.03.2014 г.

Материалы диссертации используются в учебном процессе на курсах повышения квалификации биологов при РосНИПЧИ «Микроб», а также при проведении семинаров со специалистами противочумных станций.

Методология и методы исследования. В исследовании применялись общепринятые методы сбора и анализа эпизоотологических данных. Обработка данных проведена с помощью приложений Microsoft Excel и ArcGIS. Результаты выполненного статистического анализа ретроспективных и оперативных данных были визуализированы с помощью ГИС-технологий.

Личный вклад соискателя. В периоды полевых исследований на территории Волго-Уральского и Прикаспийского песчаных очагов чумы автор принимал непосредственное участие в проведении эпизоотологического мониторинга на энзоотичной по чуме территории, в том числе на эпизоотическом участке весной 2014 г. При проведении исследований на территории 13 районов Саратовской области автором отработаны методические приемы полевой работы с приемниками спутниковых сигналов (ГЛОНАСС/GPS приемники, планшетные компьютеры).

Собраны архивные данные по эпизоотиям чумы на территории Волго-Уральского и Прикаспийского песчаных очагов чумы за более чем 90-летний период; проведено геокодирование архивных эпизоотических точек; созданы необходимые для работы дополнительные тематические слои на территорию Волго-Уральского и Прикаспийского песчаных очагов чумы; проведен анализ ретроспективных эпизоотологических материалов и создана электронная база

данных этих очагов на платформе АгсИБ 10.0. Обработка материалов, анализ результатов, подготовка публикаций проводились лично автором, либо при его непосредственном участии.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Совершенствование эпидемиологического надзора за чумой обеспечивается внедрением в практику современных геоинформационных технологий, методов и средств глобального позиционирования с применением крупномасштабных цифровых карт и космических снимков территорий

природных очагов.

2. Общая площадь Прикаспийского песчаного очага чумы (между Тереком и Волгой) по данным, полученным в процессе ГИС-картографирования, составляет 63322 кв. км. Территорией постоянных эпизоотических проявлений является северная часть очага в пределах Волго-Кумского междуречья площадью 36920 кв. км. На основании ГИС-анализа установлено, что эпизоотии здесь отмечались на площади 15276 кв.км (41 % от этой части очага), из которых 2426 кв. км (16 %) характеризуются как зона высокоустойчивых проявлений чумы. Это обстоятельство и высокая плотность постоянного и временного населения в данном регионе требуют повышенного контроля факторов энзоотии и постоянной готовности к проведению профилактических мероприятий.

3. Юго-западная часть Волго-Уральского песчаного очага чумы в пределах Российской Федерации (Астраханская область) по результатам ГИС-картографирования и анализа электронной базы данных занимает площадь 8604 кв. км, участки с эпизоотическими проявлениями занимают 4942 кв. км (57 % от этой части очага), из которых 237 кв. км (4,8 %) характеризуются как зона относительно устойчивой энзоотии. Эпидемиологический статус этой территории оценивается как высокий в связи с близостью зон стойкой очаговости на территории Казахстана, большой плотностью и мобильностью временного населения.

4. Создание и использование электронных паспортов и баз данных

эпизоотических проявлений чумы существенно повышают оперативность, коллегиальность и достоверность анализа активности природных очагов, обеспечивают разработку эффективных профилактических мероприятий и способствуют принятию обоснованных управленческих решений, направленных на поддержание эпидемиологического благополучия населения.

Степень достоверности и апробация результатов. Работа выполнена с использованием большого фактического материала. Проанализированы данные по 1914 штаммам возбудителя чумы, выделенным в двух очагах за период с 1923 по 2013 год в 1034 пунктах на территории площадью 20218 кв. км. При обработке ретроспективных данных использованы современные программные продукты (ArcGIS). Для анализа сезонной и многолетней динамики чумы на территории Волго-Уральского и Прикаспийского песчаных очагов использованы данные более чем за 90-летний период. Статистическая обработка данных проводилась с использованием пакета стандартных приложений Microsoft Office и специальных инструментов ArcGIS.

Материалы диссертации были представлены на 10 международных, всероссийских и региональных конференциях: научно-практическая школа-конференция молодых ученых и специалистов научно-исследовательских организаций Роспотребнадзора «Современные технологии обеспечения биологической безопасности» (Оболенск, 2010); научно-практическая школа-конференция молодых ученых и специалистов научно-исследовательских организаций Роспотребнадзора «Современные технологии обеспечения биологической безопасности» (Оболенск, 2011); научно-практическая конференция Астраханской и Элистинской противочумных станций (Элиста, 2012); X съезд Всероссийского научно-практического общества эпидемиологов, микробиологов и паразитологов «Итоги и перспективы обеспечения эпидемиологического благополучия населения Российской Федерации» (Москва, 2012); Всероссийская научно-практическая конференция молодых ученых и специалистов Роспотребнадзора «Фундаментальные и прикладные аспекты анализа риска здоровью населения» (Пермь, 2012); научно-практическая конференция «Итоги и перспективы фун-

даментальных и прикладных исследований в РосНИПЧИ «Микроб» (Саратов, 2012); научно-практическая конференция «Итоги и перспективы фундаментальных и прикладных исследований в РосНИПЧИ «Микроб» (Саратов, 2013); III Международная научная конференция «Зоологические исследования регионов России и сопредельных территорий» (Нижний Новгород, 2014); научно-производственный совет ФКУЗ «Астраханская противочумная станция» (Астрахань, 2014); научно-практическая конференции «Итоги и перспективы фундаментальных и прикладных исследований в РосНИПЧИ «Микроб» (Саратов, 2014).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 работ, из них 5 статей в изданиях, входящих в перечень ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 132 страницах компьютерного текста и состоит из введения, обзора литературы, 5 глав, заключения, выводов и списка литературы, включающего 222 источника, в том числе 208 - отечественных и 14 - зарубежных авторов. Работа иллюстрирована 7 таблицами и 29 рисунками.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Обзор литературы

На основании анализа отечественных и зарубежных литературных источников описано становление и развитие специального научного направления, связанного с использованием географической информации в эпизоотологии и эпидемиологии. Рассмотрена тенденция развития ГИС-технологий и внедрение их в различные сферы деятельности человека. Описывается структура географических информационных систем и их применение при проведении эпизоото-логического мониторинга. Рассмотрены основные этапы совершенствования эпидемиологического надзора в природных очагах чумы.

Глава 2. Материалы и методы

Работа выполнена в рамках плановой научной темы ФКУЗ РосНИПЧИ «Микроб» Роспотребнадзора: НИР 41-1-13 «Разработка методологии ГИС-картографирования и паспортизации на примере природных очагов чумы и

других инфекций в Нижнем Поволжье» в Российском научно-исследовательском противочумном институте «Микроб» и на базе Астраханской и Элистинской противочумных станций в 2009-2014 гг. В ходе исследования использовались эпидемиологические, эпизоотологические, зоологические, статистические, картографические и программные методы.

Источниками информации служили опубликованные научные труды, материалы заключительных отчетов о научно-исследовательской работе, оперативные сообщения противочумных учреждений о выявленных эпизоотиях, архивные материалы противочумных станций по эпизоотическим проявлениям чумы в Волго-Уральском (16) и Прикаспийском (43) песчаных очагах с 1923 г., а также данные эколого-эпизоотологичсского мониторинга и рекогносцировочных исследований, выполненных нами в природных очагах чумы в 2011-2014 гг. На территории природных очагов для учета численности и нанесения на карту ареалов основных и второстепенных носителей чумы, а также для уточнения границ очагов было накоплено 700 км автомобильных и 1200 км пеших маршрутов. Отработка приемов полевой работа с использованием приемников спутниковых сигналов в системе глобального позиционирования проводилась во время 19 полевых командировок общей продолжительностью 259 дней.

Статистическая обработка, построение графического материала и пространственный анализ данных осуществлены в программах Microsoft Excel 2007 и ArcGIS 10.0 с использованием базовых приложений, входящих в состав Desktop ArcGIS. Общая пополняемая база данных по двум очагам в результате выполненных исследований на 2014 г. составила 1665 эпизоотических точек (из них материал с 1034 точек был использован нами для анализа).

Глава 3. Принципы создания электронных паспортов природных очагов чумы

Многолетний опьгг изучения энзоотии чумы и осуществления эпидемиологического надзора за этой инфекцией привели к идее введения паспортизации ее природных очагов, одним из необходимых условий которой явилось тематическое картографирование [Барков В.Н. и др., 1975; Матросов А.Н., 1992; База-

нова Л.П., 2009]. Значительным достижением паспортизации следует считать разработку единой классификации природных очагов чумы СССР и их типизации по обитающим там основным носителям возбудителя чумы, подкрепленной основными ландшафтными характеристиками территории.

Информационный прогресс, базирующийся на электронно-цифровых технологиях, позволяет провести существенную модернизацию системы эпидемиологического надзора за чумой в ее природных очагах, обеспечивающей благополучие по этой опасной инфекции. Паспортизация природных очагов чумы по-прежнему остается весьма перспективной — требуется лишь ее перевод на современные информационные рельсы, что и достигается путем внедрения ГИС-технологий.

Функциональность электронных паспортов неизмеримо выше, чем традиционных бумажных документов. Во-первых, оперативная доступность всей заключенной в паспорте информации определяется лишь наличием служебного компьютера, соответствующего программного обеспечения и разрешенного доступа к материалам у конкретного пользователя. Во-вторых, качество и полнота электронной информации многократно превосходят таковые на консервативных бумажных носителях. Кроме того, электронная информация доступна для редактирования, обновления и неограниченного пополнения. В-третьих, все плановые или экстренные мероприятия, проводимые на территории природных очагов, а также их результаты в кратчайшие сроки и с максимальной полнотой отражаются в материалах паспорта. И, наконец, все паспортные данные получают точную географическую привязку, что позволяет увидеть их дислокацию на карте в различных масштабах. Все перечисленные аргументы не оставляют никакой альтернативы программе электронной паспортизации природных очагов чумы. Одной из прогрессивных сторон электронной паспортизации служит возможность передачи данных мониторинга любых компонентов природной среды на центральный сервер в режиме реального времени.

Электронный паспорт природного очага чумы - это программный спра-вочно-информационный комплекс, который включает в себя несколько основ-

ных разделов: описательную часть, картографические материалы и электронную базу данных по эпизоотическим и эпидемическим проявлениям на территории очага. Нами была разработана и обоснована структура типового электронного паспорта, на основе которой созданы паспорта природных очагов Северного и Северо-Западного Прикаспия. Ввод этих паспортов в эксплуатацию ознаменовался возобновлением перманентного накопления данных эпизоотоло-гического мониторинга на центральном сервере, а сохранившиеся принципы дифференциации территории обеспечили преемственность информации.

Глава 4. Использование материалов эпизоотологического обследования для картографирования природных очагов чумы

Для создания электронных паспортов природных очагов чумы были собраны ретроспективные данные за весь период эпизоотологического обследования очагов, что обеспечило полноту и достоверность информации о характере проявлений чумы. Каждый случай обнаружения возбудителя с максимально возможной точностью привязывали к карте (местности) для полноценного пространственного анализа.

Дальнейшее пополнение базы данных паспорта проводят в процессе планового эпизоотологического мониторинга. Занесение на карту графических меток о новых пунктах сбора полевого материала происходит автоматически. Руководитель зоологической бригады определяет географические координаты каждой точки обследования (широта и долгота) путем запуска приемника спутниковых сигналов. Координаты выводят на дисплей приемника в десятичных градусах с точностью не менее 4-5 знаков после запятой. Одна десятитысячная часть градуса (4-й знак) на местности составляет от б до 11 м (или = 0,3").

В целях актуализации пространственных характеристик нами проведено камеральное и полевое картографирование Прикаспийского и Волго-Уральского песчаных очагов чумы. Новая конфигурация Прикаспийского очага между Тереком и Волгой установлена по результатам полевого картографирования, анализа данных дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) и крупномасштабных топографических карт (Рисунок 1). Площадь очага, уменьшившая-

ся в основном за счет исключения из его состава новых сельскохозяйственных земель, равна 63322 кв. км.

Рисунок 1 - Границы Прикаспийского песчаного очага чумы и дислокация зоны эпизоотических проявлений с 1923 по 2013 год 1 - прежние границы; 2 — новые границы; 3 — проявления до 4 лет; 4 — эпизоотические ядра (проявления от 5 до 11 лет)

Картографирование Волго-Уральского песчаного очага чумы было проведено в камеральных условиях с использованием карт и космических снимков. Упрощенный вариант картографирования связан со стабильностью природных границ юго-западной части очага. Незначительная коррекция границ обусловлена необходимостью официального закрепления прилегающей части Волго-Ахтубинской поймы в составе очага, как территории, имеющей поселения основных носителей, и где в прошлом протекали эпизоотии чумы. Формализованная граница между смежными Волго-Уральскими песчаным и

степным очагами скорректирована нами по рамкам секторов, с учетом преобладания ландшафтных элементов, предпочитаемых основными носителями в этих очагах (песчанками или сусликами). Площадь Волго-Уральского песчаного очага чумы в пределах Российской Федерации (Астраханская область) составляет 8604 кв. км (Рисунок 2).

Рисунок 2 - Границы Волго-Уральского песчаного очага чумы и дислокация зоны эпизоотических проявлений с 1926 по 2013 год 1 - прежние границы; 2 - новые границы; 3 - проявления до 4 лет; 4 - эпизоотические ядра (проявления от 5 до 6 лет)

Глава 5. Электронные паспорта Прикаспийского и Волго-Уральского песчаных очагов чумы

В диссертации приведены сокращенные (демонстрационные) варианты описаний очагов, содержащие различные сведения и количественные параметры в основном для тех частей, где непосредственно проводились запланированные исследования. В текстовой части электронного паспорта содержится краткая физико-географическая характеристика, приводится описание ландшафта,

растительности, биоценотнческой и пространственной структуры, эпизоотической и эпидемической активности, а также профилактических мероприятий, проводившихся в очаге.

Анализ ретроспективных данных и результатов текущего эпизоотологического обследования позволил выявить эпизоотические ядра очагов, играющие основную роль в оценке современной эпидемиологической опасности различных участков природных очагов (Рисунки 1 и 2). В результате уточнения ландшафтной, пространственной и биоценотнческой структур исследуемой территории в процессе полевого картографирования были изменены границы и площади Волга-Уральского и Прикаспийского песчаных очагов чумы (Таблица).

Таблица - Основные параметры природных очагов чумы

Название очага Площадь, кв. км Количество секторов

прежняя новая прежнее новое

Волго-Уральский песчаный 7267 8604 117 137

Прикаспийский песчаный 73411 63322 866 776

Основным элементом электронного паспорта природных очагов чумы является база данных (БД), которая обеспечивает хранение информации в структурированном виде для удобства доступа к необходимым данным. База данных на анализируемую территорию создана в приложениях Microsoft office и сохранена в формате Microsoft Access, что дает возможность просмотра реляционной организации таблиц. С помощью приложения ArcCatalog можно увидеть структуру классов пространственных объектов, составляющих БД. Электронные базы данных по эпизоотическим проявлениям в очагах чумы решают задачу накопления первичных данных, их структурирования, обработки и анализа. Все это служит информационной основой прогнозирования активности и целенаправленного мониторинга природных очагов чумы.

На платформе ArcGIS нами создана электронная БД эпизоотических проявлений чумы в Волго-Уральском (16) и Прикаспийском (43) песчаных очагах за период 1923—2013 гг. При этом была собрана информация о дислокации эпизоотических пунктов, величине, содержании и результатах диагностики на чуму

проб полевого материала с территории 305 секторов - стандартных участков местности площадью около 100 кв. км. Общий объем БД составляет 1665 эпизоотических точек, из которых 1034 использованы для анализа в нашей работе. Сведения об эпизоотиях содержат следующие параметры: географические координаты места поимки животных (носителей и переносчиков), от которых был выделен чумной микроб; дата сбора; видовой состав и количество добытых животных; способ выделения возбудителя; номер штамма и другие данные.

Одним из компонентов электронного паспорта природного очага чумы является картографический материал. Пространственная модель очага содержит 43 основных тематических слоя. Данные слои являются основой анализируемой территории и взяты из базы геоданных, содержащей тематические наборы классов объектов, а также классы объектов топографической цифровой карты России масштаба 1:1.000.000, созданной на платформе Агсв^. Для получения более полной характеристики территории дополнительно к имеющимся стандартным слоям карты были созданы новые тематические слои. Для территории Волго-Уральского и Прикаспийского песчаных очагов чумы использована топографическая цифровая карта масштаба 1:100.000, база геоданных которой содержит в себе 28 классов пространственных объектов. Для проведения пространственного анализа эпизоотических проявлений на территории этих очагов нами были созданы специализированные тематические слои (ландшафт, границы очагов, рамки секторов, зоны круговой экстраполяции).

Компоненты электронного паспорта были испытаны нами при осуществлении эпидемиологического надзора за чумой в Прикаспийском песчаном очаге весной 2014 г. В процессе обследования территории была обнаружена эпизоотия в поселениях носителей. В дальнейшем при нашем участии осуществлено испытание системы передачи информации по интернет-каналам с использованием мобильного веб-приложения в режиме онлайн. Результаты испытания позволили уточнить последовательность действий при планировании и проведении мониторинга, включающего в себя ряд последовательных этапов.

На подготовительном этапе проводится планирование предстоящего эпизоотологического мониторинга, которое включает анализ ретроспективной информации, заложенной в электронном паспорте. В качестве инструментов используются стационарные ГИС-приложения. В период планирования определяют порядок посещения территорий, основываясь на результатах обследования в прошлом и учитывая реальный уровень эпидемиологической опасности по чуме каждого сектора. Принимают во внимание численность носителей и переносчиков, а также прогноз изменений эпизоотической активности различных участков очага. Для получения более полной характеристики планируемой для обследования территории и определения конкретных мест забора полевого материала используют крупномасштабные ЦТК.

На этапе полевых исследований используются мобильные ГИС-приложения, предназначенные для сбора и передачи данных на ГИС-сервер в режиме онлайн. При проведении учета численности грызунов и птиц маршрутными методами также используют мобильные приложения. Адрес места забора полевого материала дополняется географическими координатами.

На заключительном этапе после завершения эпизоотологического мониторинга при помощи приложения «мастер построения отчета» в Агс018 10,0 создается отчет о проделанной работе. При создании отчетной документации для визуализации полученных данных используется «мастер построения диаграмм».

Таким образом, эпизоотологический мониторинг дополнился современной информационно-цифровой надстройкой, представленной методологией электронной ГИС-паспортизации, что позволяет обоснованно планировать профилактические мероприятия, оперативно реагировать на изменения обстановки, собирать, накапливать и анализировать информацию, передавать ее по каналам связи в центры управления для принятия своевременных решений, обеспечивающих эпидемиологическое благополучие населения.

ВЫВОДЫ

1. Обязательными условиями совершенствования эпизоотологического мониторинга природных очагов чумы являются: использование новейших достижений геоинформатики, полевая и камеральная работа зоологов с крупномасштабными топографическими картами как в электронном (цифровом), так и в бумажном исполнении, а также использование приемников сигналов навигационных спутников системы ГЛОНАСС/СРЗ в качестве средств глобального позиционирования.

2. Конфигурация и размеры Прикаспийского песчаного очага чумы приведены в соответствие с сократившимися площадями естественных полупустынных ландшафтов и поселений основных носителей возбудителя. Очаг в настоящее время занимает 776 секторов (полностью или частично), что составляет 63322 кв. км. Закрепление в нормативно-методических документах новых границ и площади очага будет способствовать рационализации мониторинга и профилактических мероприятий.

3. Структура северной части Прикаспийского песчаного очага чумы в пределах Волго-Кумского междуречья, занимающей 36920 кв. км, и характер эпизоотических проявлений свидетельствуют о высокой вероятности наличия на этой территории участков наиболее стойкой очаговости. Эта часть очага требует постоянного повышенного контроля факторов энзоотии ввиду ее высокого эпидемиологического статуса, связанного с частыми эпизоотическими проявлениями и наличием многочисленного временного населения.

4. Структура Волго-Уральского песчаного очага чумы на территории Российской Федерации, занимающей площадь 8604 кв. км, и характер эпизоотических проявлений свидетельствуют о малой вероятности наличия на ней участков стойкой очаговости. Тем не менее, эпидемиологический статус этой территории остается высоким из-за периодической иррадиации возбудителя чумы из зон стойкой очаговости (Казахстан), а также большой плотности высоко мобильного временного населения, тесно контактирующего с природными источ-

никами заражения чумой, что может приводить к эпидемическим осложнениям различного ранга.

5. Общие площади зон многолетних эпизоотических проявлений чумы составляют: 15276 кв. км в Волго-Кумской части Прикаспийского песчаного очага (41 % от площади этой части очага); 4942 кв. км на юго-западе Волго-Уральского песчаного очага (57 % от площади этой части очага).

6. Электронные паспорта Волго-Уральского и Прикаспийского песчаных очагов чумы, размещенные на главном сервере РосНИПЧИ «Микроб», позволяют осуществлять детальное планирование эпизоотологического обследования очаговой территории, построенное на анализе картографических источников различного масштаба, материалов тематического картографирования и результатов мониторинга в предыдущие периоды, а также обеспечивают преемственность многолетних данных о результатах эпидемиологического надзора за чумой.

7. Оперативная оценка эпизоотологической и эпидемиологической обстановки на территории природных очагов чумы с помощью современных ГИС-технологий способствует принятию обоснованных управленческих решений о проведении необходимых в каждом конкретном случае профилактических мероприятий, обеспечивающих эпидемиологическое благополучие населения.

Список научных работ, опубликованных по теме диссертации

1. Кузнецов A.A., Матросов А.Н., Осипов В.П., Князева Т.В., Поршаков

A.M., Попов Н.В., Куклев Е.В., Щербакова С.А., Топорков ВЛ. Принципы организации эпизоотологического мониторинга сочетанных природных очагов чумы и других опасных инфекционных болезней в регионе Нижнего Поволжья // Пробл. особо опасных инф. -2009. - Вып. 4(102).- С. 17-20 (из перечня ВАК).

2. Шарова H.H., Карнаухов И.Г., Казакова Е.С., Щербаков Д.А., Пче-линцева М.В., Чекашов B.II., Поршаков А.М., Глазко А.Н., Щербакова С.А., Топорков В .П., Кутырев В.В. Разработка мобильной лаборатории индикации для осуществления эпизоотологического мониторинга прнродно-очаговых и других опасных инфекционных болезней // Пробл. особо опасных инф. — 2009. — Вып. 4(102). - С. 45-48 (из перечня ВАК).

3. Кузнецов A.A., Поршаков A.M., Матросов А.Н., Синцов В.К., Осипов

B.П., Санджиев В.Б-Х., Слудскин A.A. Дифференциация Прикаспийского песчаного очага чумы по кратности эпизоотических проявлений // Пробл. особо опасных инф. - 2012. - Вып. 3(113). - С. 15-19 (из перечня ВАК).

4. Кузнецов A.A., Поршаков A.M., Матросов А.Н., Куклев Е.В., Короткое В.Б., Мезенцев В.М., Попов Н.В., Топорков В.П., Топорков A.B., Кутырев В.В. Перспективы ГИС-паспортизации природных очагов чумы Российской Федерации // Пробл. особо опасных инф. - 2012. - Вып. 1 (111). - С. 48-53 (из перечня ВАК).

5. Поршаков A.M., Кузнецов A.A., Матросов А.Н., Булычев В.П., Ларин В.В. Дифференциация Волго-Уральского песчаного очага чумы по кратности эпизоотических проявлений методом круговой экстраполяции // Пробл. особо опасных инф. - 2013. - Вып. 4. - С. 33-36 (из перечня ВАК).

6. Поршаков A.M., Кузнецов A.A. Разработка типового электронного паспорта природного очага чумы на территории Российской Федерации // Современные технологии обеспечения биологической безопасности: Материалы научно-практической школы-конференции молодых ученых и специалистов научно-исследовательских организаций Роспотребнадзора (25-27 мая 2010 г., Оболенск, Московская обл.). - Оболенск, 2010. - С. 379-380.

7. Поршаков A.M., Кузнецов A.A., Рябова A.B. Совершенствование методов эколого-эпизоотологического мониторинга за носителями и переносчиками при-родно-очаговых болезней в Саратовской области // Современные технологии обеспечения биологической безопасности: Материалы П1 научно-практической школы-конференции молодых ученых и специалистов научно-исследовательских организаций Роспотребнадзора (31мая -2 июня 2011 г., Оболенск, Московская обл.). - Обо-ленск, 2011.-С. 64-65.

8. Поршаков A.M., Кузнецов A.A. ГИС-картографирование и паспортизация природных очагов чумы Российской Федерации // Матер. X съезда Всероссийского науч.-практич. об-ва эпидемиологов, микробиологов и паразитологов «Итоги и перспективы обеспечения эпидемиологического благополучия населения Российской Федерации». — М., 2012. - С. 183.

9. Поршаков A.M., Кузнецов A.A. Применение географических информационных систем в эпизоотолошческом мониторинге чумы // Фундаментальные и прикладные аспекты анализа риска здоровью населения. Материалы Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов Роспотребнадзора 16-18 мая 2012. Под общей редакцией акад. РАН Г.Г. Онищенко, акад. РАН Н.В. Зайцевой. - Пермь, 2012. - Том 2. - С. 134-135.

10. Поршаков A.M., Кузнецов A.A., Матросов А.Н., Князева Т.В. Создание и использование электронной базы данных при проведении исследований в природных очагах чумы Российской Федерации // Зоологические исследования регионов России и сопредельных территорий: Материалы III Международной научной конференции / Под ред. проф.А.И. Дмитриева — Нижний Новгород: НГПУ им. К. Минина, 2014.-С. 328.

Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Подписано в печать 10.10.

Гарнитура Тайме. Печать Riso. _Усл. печ. л. 1,00. Тираж 100 экз. Заказ 0408

Отпечатано с готового оригинал-макета. ИП «Экспресс тиражирование» 410005, Саратов; Пугачевская, 161, офис 320 8 27-26-93