ГИС в эпизоотологическом надзоре

Министерство образования и науки
Республики Казахстан
Казахский агротехнический университет
им. С. Сейфуллина, Кафедра ветеринарной санитарии
ГИС В ЭПИЗООТОЛОГИЧЕСКОМ
НАДЗОРЕ ИНФЕКЦИОННЫХ
БОЛЕЗНЕЙ ЖИВОТНЫХ
Заведующий кафедрой
ветеринарной санитарии д.в.н.,
профессор Абдрахманов С.К.
На базе кафедры ветеринарной санитарии создана лаборатория «Анализа
риска и прогнозирования в ветеринарии». Наши специалисты прошли обучение
«Основы ГИС-технологий», в Казахстанском ГИС-центре, а также «Основы ГИСтехнологий. Применение ГИС в эпидемиологическом надзоре» в Казахстанском
центре карантинных и зоонозных инфекций им.М.Акимбаева (КНЦКиЗИ
им.М.Акимбаева КГСЭН МЗ РК), имеются международные сертификаты. Ведутся
работы НИР по проектам:
- Разработка научных основ эффективного мониторинга, оценки риска и
прогнозирования социально-значимых зоонозов, с использованием ГИС-технологий
(МОН РК).
- Разработка эффективных приемов и методов мониторинга по опасным
болезням сельскохозяйственных животных и средств обеззараживания их
возбудителей во внешней среде (МСХ РК).
В рамках проектов ведется работа по эпизоотологическому мониторингу,
прогнозированию и анализу риска особо опасных заболеваний (ящур, сибирская язва,
бешенство). Основой данных исследований является применение ГИС – технологий с
применением методов визуализации, зонирования (ранжирования) и кластеризации
территорий, рекомендуемых Международным эпизоотическим бюро.
Была защищена диссертация: Эпизоотологический мониторинг ящура с
использованием ГИС-технологий 16.00.03-ветеринарная микробиология, вирусология,
эпизоотология, микология с микотоксикологией и иммунология. РК, Астана 2010 год.
Рисунок 1 – Сертификаты о прохождении курсов обучения ArcGIS Desktop 10,
при Казахстанском ГИС-центре и РГКП КНЦКиЗИ им. М. Айкимбаева КГСЭН
МЗ РК
Рисунок 2 – Участие вXIX Конференция
пользователей Esri в России и странах
СНГ 16-18 октября 2013г.
Рисунок 3 - Статья «ГИС в эпизоотологическом
мониторинге бешенства», в журнале ArcReview 65
выпуск №2, 2013 год
Преимущество ГИС
Применение электронных карт для
обеспечения эпизоотологического
обследования.
Применение бумажных карт для
обеспечения эпизоотологического
обследования.
Предлагаемый способ
отличается тем, что для
визуализации инфекционного
очага или места вспышки
инфекции применяются точные
координаты с помощью
геоинформационных систем и
спутниковой навигации,
данные которых переносятся в
интерфейс ArcGIS. При этом
место эпизоотического очага
определяется на карте с
точностью до 40 сантиметров.
Недостатком способа является
низкая информативность и
визуализация, так как масштабы
карт не позволяют определить
точное месторасположение
вспышки инфекционного
заболевания и отмечается, как
правило, весь населенный пункт,
где обнаружен эпизоотический
очаг.
Эпизоотологические данные используемые программой ArcGis
 количество неблагополучных пунктов за определенный период,
 географические координаты неблагополучных пунктов (северная
широта и восточная долгота),
 вид животных,
 количество заболевших, павших животных,
 количество восприимчивых животных на определенной территории,
 типы вирусов.
Рисунок 4 - Расположение неблагополучных пунктов по ящуру вдоль
железных и авто- дорог республики, данные по QIS 2009 г.
Анализ распространенности ящура на территории республики показывает, что
в 80 % случаев неблагополучные пункты по ящуру возникали вдоль железных и
автомобильных дорог. Следовательно, в механизме распространения ящура важную роль
имеет перенос вируса по железным и автомобильным дорогам, в случаях
бесконтрольной перевозки скота или другого биоматериала.
Рисунок 5 – Отсутствие связи количества неблагополучных пунктов по ящуру со
среднегодовыми климатическими температурами РК
В последнее время придают большое значение связи между распространением
инфекционных болезней животных и климатическими условиями, что было изучено нами в
дальнейших исследованиях. С помощью программы ArcGis мы нанесли на карту с
неблагополучными пунктами слой среднегодовых климатических температур.
Многолетнее благополучие по сибирской язве Мангистауской и Атырауской областей
объясняется, низкой плотностью поголовья и характеристикой почвы
(расположена в зоне бурых и серо-бурых почв, неблагоприятных для
жизнедеятельности сибиреязвенного микроба. Большие пространства заняты песками и
солончаками, а на Мангышлаке выделяется особая подзона серо-бурых почв с
щебнистым панцирем на поверхности).
Рисунок 6 - Количество стационарно-неблагополучных пунктов в разрезе регионов РК
(1933-2012 гг.)
Зонирование территории республики по
количеству заболевших сибирской язвой
сельскохозяйственных животных показал,
что от 2 245 до 4 196 голов животных
заболели
в
Восточно-Казахстанской,
Карагандинской, Акюбинской и ЮжноКазахстанской областях. Причем особняком
выделяется
Восточно-Казахстанская
область, в которой в 168 стационарнонеблагополучных пунктах заболели 4 196
животных, тогда как в остальных трех
областях количество зарегистрированных
больных животных колебалась в пределах от
2 799 до 2 840 голов. К зонам, сравнительно
с меньшим количеством заболевших
сибирской язвой животных относятся
Мангистауская,
Атырауская,
СевероКазахстанская и Павлодарская области, где
регистрировались от 5 до 994 голов
животных.
Рисунок 7 - Количество заболевших
сибирской язвой сельскохозяйственных
животных по регионам РК за период
1933-2012 гг.
Для установления мер контроля за распространением
инфекции требуется обозначить зону риска вокруг очагов
заболевания, которая может иметь радиус от 5 до 150 км.
На рисунке 16 представлена буферизация неблагополучных
пунктов в радиусе 50 км.
В результате проведенных работ визуализированы
территории по степени благополучия по ящуру и границы
административных единиц для проведения вакцинации. Наличие
подобной
информации
позволяет
в
дальнейшем
дать
опосредованную оценку интенсивности проводимых мероприятий
на территориях большого масштаба путем сравнения реально
уничтоженного/убитого поголовья в данном регионе с расчетнотеоретическим. Если эти показатели расходятся в разы, следует
неутешительный вывод о низкой интенсивности проводимых в
регионе мероприятий.
Рисунок 8 - Создание 50 километровой буферной зоны вокруг неблагополучных пунктов по
ящуру в РК
Очевидно также, что степень контактов
населения с домашними животными на
порядок выше, в сравнении с дикими
животными, и причина смерти людей от
бешенства зачастую связана именно с
домашними плотоядными.
Так, в 2011 году по Костанайской области
в 2 825 случаях люди были покусаны
собаками, в то время как, случаи укусов
людей дикими животными фиксировались
636 раз, что составляет 18,4% от всех
зарегистрированных
укусов.
За
исследуемый период, по области за
медицинской
помощью,
от
укуса Рисунок 9 - Процентное соотношение диких
животных обратились 3607 человек, при
плотоядных животных по изучаемым
этом в 30 случаях, у животных административным единицам (областям)
покусавших людей, был подтвержден
территории республики
диагноз на бешенство.
Следует предположить, что на территории республики имеется полигостальный
природный очаг, где в качестве резервуара выступают дикие животные различных видов, из
которых наиболее заметным медиатором являются лисы, т.е. после первичного заноса, идет
циркуляция возбудителя в популяции безнадзорных собак и кошек. И основной причиной
проявления бешенства в городских условиях является вовлечение в распределение рабической
инфекции неконтролируемой популяции безнадзорных домашних плотоядных.
Рисунок 10 - Визуализация неблагополучных пунктов по бешенству в Западно-Казахстанской
области за 2003-2012 гг
Рисунок 12 - Визуализация
неблагополучных пунктов по
бешенству в Атырауской
области за 2003-2012 гг.
Рисунок 11 - Визуализация
неблагополучных пунктов
по бешенству в
Актюбинской области за
2003-2012 гг.
Рисунок 13 Визуализация
неблагополучных пунктов
по бешенству в
Мангистауской области за
2003-2012 гг.
Результаты визуализации неблагополучных пунктов на территории западных
областей свидетельствуют, что эпизоотический процесс бешенства наиболее активен
на территории Западно-Казахстанской и Актюбинской областей, при этом в основном
заболевание регистрируется среди КРС и домашних плотоядных, что свидетельствует
об
антропоургическом
характере
инфекций
и
низкой
эффективности
профилактических и противоэпизоотических мероприятий.
Рисунок 14 – Визуализация западных регионов РК 1933 – 2013 года, сибирской язвы по
видам животных
На рисунке видно, что большинство вспышек сибирской язвы среди сельскохозяйственных
животных, независимо от их вида, регистрируются в административных районах расположенных в северной и
центральной части Западно-Казахстанской и Актюбинской областей. Данный факт объясняется, как уже
говорилось выше почвенным характером инфекции, а также густонаселенностью данных районов вкупе с
сравнительно высокой плотностью восприимчивых животных
Рисунок 15 – Зонирование западных регионов РК 1933 – 2013 года, по сибирской язве
Рисунок 16 – Кластеризация западных регионов РК 1933 – 2013 года, по сибирской язве
среди животных
Как видно из рисунка, кластеризация вспышек сибирской язвы среди животных выявила два центральных ядра, от которых кластер
заболеваемости в эллипсоидной форме по убывающей распространяются на соответствующие регионы. Центральное ядро самого
крупного кластера приходится на территорию Аральского района Кзылординской области, что подтверждается большим
количеством заболевших сибирской язвой животных в данном районе (1338 голов). Центральное ядро другого кластера расположено
на территории Байганинского района Актюбинской области. Оба кластера охватывают обширную часть территории ЗападноКазахстанской и Актюбинской областей, а также северные и центральные регионы Кзылординской области. Данный вектор
полностью подтверждается наличием и плотностью стационарно-неблагополучных пунктов по сибирской язве в зонах
распространения кластера заболеваемости животных и доказывает первостепенную значимость наличия стационарнонеблагополучных пунктов на развитие эпизоотического процесса при сибирской язве.
Рисунок 17 – Кластеризация регистрации неблагополучных пунктов западных регионов
РК 1933 – 2013 года, по сибирской язве
Анализ полученных данных показывает, что в исследуемой территории выявляются три крупных кластера. Два из них
расположены на территории Западно-Казахстанской области. Центральные ядра этих кластеров приходятся на территорию
Теректинского, а также на приграничные территории Сырымского и Бурлинского районов. Третий крупный кластер расположен в
Актюбинской области, центральное ядро которого расположено на территории Алгинского района, данный кластер имеет вытянутый
эллипс на территорию Мугалжарского района, что подтверждается наличием большого количества очагов в данном районе.
Кызылординская область также разбита на несколько небольших кластеров, среди которых выделяется активный кластер с
центральным ядром в Аральском районе.
Рисунок 18 – Кластеризация западных регионов РК 1933 – 2013 года, по сибирской язве
среди людей
Кластеризация случаев заболевания сибирской язвой людей в изучаемых территориях, также выявила два
крупных кластера, которые сливаются друг с другом. Центральное ядро первого кластера охватывает
территории Теректинского, Сырымского и Бурлинского районов Западно-Казахстанской области, а центральное
ядро второго кластера расположено на территориях Алгинского и Мугалжарского районов Актюбинской
области. В целом центральные ядра строго смещены на территории центральных и северных
административных районов Западно-Казахстанской и Актюбинской областей. Данный факт объясняется
интенсивным ведением животноводства и относительно высокой плотностью людей и сельскохозяйственных
животных в данных районах, что приводит к большему контакту человека с животными.
Перспективы использования ГИС в ветеринарии
• Создание электронных карт с нанесением на них эпидемически
значимых
объектов
(животноводческих
комплексов,
скотомогильников, мясокомбинатов, убойных пунктов);
• Географическое
прогнозирование
эпизоотического
процесса
распространения инфекционных заболеваний, на территории РК и
граничащих государств;
• Создание
системы
моментального
«ГИС-оповещения»,
о
регистрации вспышки инфекционного заболевания, с отправкой
отчета в МЭБ, которая поможет незамедлительно, принять меры по
ликвидации, инфекционного очага;
• Использование
базы
данных
ГИС
для
математического
моделирования и прогнозирования распространения инфекционных
заболеваний;
• Визуализация и определение природных очагов инфекционных
болезней, с целью принятия эффективных управленческих решений
по организации профилактических и противоэпизоотических
мероприятий.