Геопортал «Санитарно-эпидемиологическое благополучие населения в Арктической зоне РФ»
Геоинформационная система для сбора, анализа и оценки больших данных о медико-демографических, социально-экономических показателях, состоянии факторов среды обитания и здоровья населения Российской Арктики.
Задача
Развитие Арктической зоны Российской Федерации как государственная приоритетная задача на ближайшую и отдаленную перспективу обусловливает необходимость обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия, оздоровления среды обитания, сохранения здоровья и увеличения продолжительности жизни населения арктических регионов.
В силу экстремальности климатогеографических характеристик, специфики социально-экономических, транспортных, жилищно-коммунальных и прочих условий жизни в Арктике методологические подходы, используемые в работе органов и учреждений Роспотребнадзора, сегодня не вполне отвечают современным требованиям, предъявляемым к сбору, обработке, анализу и мониторингу необходимой информации.
Анализ больших данных в силу значительных их объемов и многообразия невозможен без создания и внедрения цифровых платформ – интегрированных информационных систем на основе геоинформационных систем (ГИС), обеспечивающих многостороннее взаимодействие пользователей.
Анализ отечественного и зарубежного опыта сбора, анализа и визуализации пространственных данных показал, отсутствие на тот момент картографического онлайн-ресурса, освещающего вопросы санитарно-эпидемиологического благополучия населения как на уровне Российской Федерации в целом, так и применительно к Арктической зоне.
В то же время имеющийся опыт создания тематических картографических онлайн ресурсов, посвященных вопросам экологии, природопользования, туризма и пр., показал принципиальную возможность и целесообразность создания такого геоинформационного портала (геопортала).
Так, специалисты ФБУН «Северо-Западный научный центр гигиены и общественного здоровья» Роспотребнадзора совместно с сотрудниками Лаборатории ПСПОД Центра НТИ СПбПУ поставили перед собой цель по созданию геопортала как эффективного инструмента оценки санитарно-эпидемиологического благополучия жителей Российской Арктики с функцией пространственного анализа.
С помощью геопортала требовалось решить следующие задачи:
- Возможность оперативного доступа к медико-демографической и социально-экономической информации в режиме «онлайн» через веб-портал для заинтересованных организаций (органы исполнительной власти, медицинские учреждения, органы Роспотребнадзора);
- Совершенствование системы социально-гигиенического мониторинга;
- Разработка мер по профилактике и снижению заболеваемости населения;
- Разработка адресных социальных программ;
- Создание программ комплексного оздоровления территорий, обеспечения гигиенической и экологической безопасности населения;
- Планирование инвестиционных проектов.
Решение
Разработан веб-портал https://rusarctic.com/, ядром которого стал сервис на основе геоинформационных программных продуктов ArcGis.
Геосервис представляет собой базу данных, оформленную в виде интерактивной карты Российской Арктики с возможностью выбора показателей. На карте наглядно отображаются следующие данные:
- Медико-демографические показатели (ожидаемая продолжительность жизни, смертность, рождаемость, естественный прирост и т.д.);
- Заболеваемость населения (неинфекционная, инфекционная и паразитарная заболеваемость);
- Состояние факторов среды обитания (питьевая вода систем централизованного водоснабжения, атмосферный воздух, почва населенных мест и т.д.);
- Социально-экономические показатели (процент лиц с доходами ниже прожиточного минимума, соотношение среднедушевых доходов к прожиточному минимуму и др.).
В дополнение к стандартным решениям ArcGis разработано программное обеспечение для автоматизации процессов сбора, обработки и визуализации информации с учетом существующей в Российской Федерации системы статистического наблюдения, а также административно-территориального деления Российской Арктики.
Ключевые преимущества системы:
- Анализ больших данных позволяет выявлять и картировать территории риска (регионы, районы, населенные пункты) по отдельным факторам и их совокупности.
- Пространственный анализ распространенности заболеваний и интенсивности воздействия факторов дает возможность показать территории риска, для которых можно ожидать неблагоприятную динамику и формировать предложения по улучшению ситуации.
- Возможность полуавтоматической обработки больших данных, пространственно связанных с местами компактного проживания населения в Российской Арктике, позволяет формировать принципиально новые подходы к организации социально-гигиенического мониторинга в регионе.
- Применение разработанных алгоритмов корреляционного, регрессивного и кластерного анализа, интегрированных в программный продукт, позволяет выявлять закономерности между состоянием факторов среды обитания и здоровья населения и оценивать влияние этих факторов за длительный период воздействия, что невозможно с использованием традиционных способов без визуализации на картографической основе.
Как инструмент анализа и оценки состояния здоровья населения и санитарно-эпидемиологической обстановки геопортал может быть использован:
- Органами и организациями Роспотребнадзора в практической и научной работе;
- Научно-исследовательскими организациями различного профиля;
- Органами исполнительной власти (администрациями) субъектов Российской Федерации при разработке комплексных планов развития территорий;
- В учебно-образовательном процессе.
Разработанный программный комплекс позволяет не только собирать, анализировать и оценивать большие объемы статистической информации о регионе с учетом пространственной привязки к территории, но и помогает автоматизировать и оптимизировать эти процессы. Среди перспектив использования геопортала — разработка генеральных схем развития территорий Арктики, планирование инвестиционных проектов и минимизация рисков при их реализации, разработка мер по профилактике и снижению заболеваемости населения, разработка адресных социальных программ для различных групп населения, создание программ комплексного оздоровления территорий и другие.
22 декабря 2021 года в Северо-Западном научном центре гигиены и общественного здоровья (СЗНЦ) Роспотребнадзора состоялась финальная презентация проекта. Директор СЗНЦ, доктор медицинских наук Сергей Анатольевич Горбанев отметил большой научно-практический потенциал Геопортала:
«По сути, это первая в России, а возможно и в мире информационно-аналитическая система на основе ГИС, посвященная проблематике санитарно-эпидемиологического благополучия населения в Арктической зоне РФ. Важная ее особенность – возможность масштабирования как в части структуры баз данных, так и в географическом аспекте. Мы ожидаем интерес к аналитическим возможностям Геопортала со стороны не только органов и учреждений Роспотребнадзора, но и от администрации субъектов Арктической зоны, промышленных предприятий и учреждений здравоохранения».
Представители руководства СЗНЦ также подчеркнули необходимость продолжения данной работы в направлении расширения аналитического инструментария Геопортала, наращивания баз данных и способов обработки информации, что будет означать продолжение сотрудничества Центра и Лаборатории «Промышленные системы потоковой обработки данных» Центра НТИ СПбПУ.
На ближайшие годы намечены следующие ключевые задачи по развитию проекта:
- Разработка и интеграция в Геопортал сложных инструментов статистического анализа данных;
- Расширение перечня показателей санитарно-эпидемиологического благополучия;
- Расширение географического охвата с включением в Геопортал территорий, непосредственно примыкающих к Арктической зоне.
Эксперты СЗНЦ приступили к разработке нового технического задания на развитие созданной системы с учетом широкого перечня задач, стоящих перед Центром в сфере изучения факторов среды обитания и здоровья населения в Российской Арктике.
Технологии
Языки программирования и фреймворки | Python3, PyQt, Flask, Javascript, jquery, Html, Css, php, Go |
OS | Windows, Linux |
CVS | Git (Gitlab) |
IDE | PyCharm, Visual Studio Code |
DevOps technologies | Docker, Docker-Compose, Kubernetes, GitLab CI/CD, Pulumi, Ansible |
3d party software | ArcGis Server, ArcGis Portal, ArcGis WebAdaptor |
Data storage | Minio |
РИД
Публикации
Ключевые исполнители
- Руководитель: Кузьмичев А.А., главный инженер проекта
- Веб-разработчик: А.В. Щербакова
- Программист: В.В. Ракова
Научные консультанты
- Горбанев С.А., д.м.н., директор ФБУН «СЗНЦ гигиены и общественного здоровья» Роспотребнадзора
- Новикова Ю.А., заведующая отделением анализа, оценки и прогнозирования ФБУН «СЗНЦ гигиены и общественного здоровья» Роспотребнадзора
- Федоров В.Н., научный сотрудник ФБУН «СЗНЦ гигиены и общественного здоровья» Роспотребнадзора