一种基于小空间尺度的热相关健康风险预警方法技术

本发明专利技术公开了一种基于小空间尺度的热相关健康风险预警方法，利用DLNM模型和Meta分析两阶段分析方法拟合各个小空间地区温度‑死亡的暴露关系，调整每日死亡率较小地区的暴露反应关系，根据随机森林模型筛选关键脆弱性指标并计算权重的结果，计算小空间地区脆弱性指数，结合热暴露风险值，计算小空间地区热风险指数，划分健康风险等级，为健康风险预警提供温度阈值；这种结合街道的小空间尺度数据，运用了分布滞后非线性模型以及随机森林回归模型等统计分析方法和机器学习方法，基于温度对人群健康的影响，综合考虑了多种脆弱性指标，建立了精细化的热相关健康风险预警算法，有助于高温热浪防控措施的实施，有效降低了高温热浪的健康风险。

A heat related health risk early warning method based on small space scale

【技术实现步骤摘要】
一种基于小空间尺度的热相关健康风险预警方法
本专利技术涉及热相关健康的预测预警方法领域，尤其涉及的是一种基于小空间尺度的热相关健康风险预警方法。
技术介绍
以气温升高为主要特征的全球气候变化已经成为一个重要的环境、社会和公共卫生问题，被认为是21世纪人类面临的最大威胁之一；气象因素变异会对人体造成不良的健康影响，极端高气温的影响尤甚；因此，及时准确地进行热相关健康风险预警，是预防极端高气温导致健康危害的重要工作。目前，高温热浪是根据极端高温温度值及其持续时间进行定义的，中国国内并没有基于极端高气温的健康效应进行定义和分级，需要进一步完善；此外，国内外也开发了一些气象健康指数，这些指数多以气象部门常规天气预报或精细化预报数据为基础，根据气象因子与不同健康结局的关联程度，应用回归模型、多级判别法等建立的预报模型，利用如炎热健康指数、体感温度指数等。但是，这些指数都是在较大的空间尺度如市级水平使用，并未考虑地区的脆弱性和资源分配使用，这对在适应气候变化的实际应用中存在有一定的局限性；因此，如果在更细小的空间尺度如街道水平建立高温预警方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于小空间尺度的热相关健康风险预警方法，其特征在于，包括以下步骤：/nA、以街道为单位收集小空间尺度的死亡数据和气象数据，同时以街道为单位收集小空间尺度的影响脆弱性的人口学数据、社会发展数据、经济发展数据、环境数据，并构建每个小空间地区的脆弱性指标数据库；/nB、建立每个小空间尺度地区的分布滞后非线性模型DLNM，经过单变量Meta分析获得总曲线，拟合每个小空间地区校正后温度与死亡的暴露-反应关系；提取预警区域每个小空间地区的热效应、最低死亡风险温度MMT和每个温度对应的风险值；/nC、利用每个小空间地区的热效应与每个小空间地区的脆弱性指标数据库建立随机森林回归模型RFRM，根据各项指...

【技术特征摘要】
1.一种基于小空间尺度的热相关健康风险预警方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、以街道为单位收集小空间尺度的死亡数据和气象数据，同时以街道为单位收集小空间尺度的影响脆弱性的人口学数据、社会发展数据、经济发展数据、环境数据，并构建每个小空间地区的脆弱性指标数据库；
B、建立每个小空间尺度地区的分布滞后非线性模型DLNM，经过单变量Meta分析获得总曲线，拟合每个小空间地区校正后温度与死亡的暴露-反应关系；提取预警区域每个小空间地区的热效应、最低死亡风险温度MMT和每个温度对应的风险值；
C、利用每个小空间地区的热效应与每个小空间地区的脆弱性指标数据库建立随机森林回归模型RFRM，根据各项指标的贡献大小筛选出影响健康脆弱性的关键指标，并确定各项关键指标的权重；
D、基于所述随机森林回归模型RFRM的结果，对筛选出的关键指标进行离差标准化；并利用离差标准化后的结果，按各项关键指标的权重计算出每个小空间地区的脆弱性指数；
E、根据各个小空间地区的温度-死亡暴露反应关系，提取每个小空间地区中所有高于最低死亡风险温度MMT的温度所对应的风险值作为热暴露值；通过热风险指数=暴露×脆弱性，获得每个小空间地区的热风险指数及其分布；在此基础上划分出风险等级，并以此确定每个小空间地区的温度阈值；
F、基于上述建模和风险分级，结合实际天气预报的温度情况，实现对小空间尺度地区的热相关健康风险预警。


2.根据权利要求1所述的基于小空间尺度的热相关健康风险预警方法，其特征在于，所述步骤B具体包括以下步骤：
B1、分别对每个小空间地区建立Poisson分布连接的分布滞后非线性模型DLNM，以交叉基的形式纳入暴露变量日平均气温，DLNM的模型计算公式如下：

公式(1)；
公式(1)中，Log代表连接函数，E[Yt]代表t日的期望死亡数，α代表截距项，β代表交叉基回归系数，Tbasic代表气温与滞后的交叉基，ns()代表自然样条函数，RH代表相对湿度，df代表自由度，time代表时间变化趋势，DOW代表星期几变量；
B2、先将每个小空间地区通过气温-滞后交叉基函数建立分布滞后非线性模型DLNM形成的、用于表示暴露-滞后-反应关系的二维系数，降维成仅表达累积暴露-反应关系的一维系数；随后对降维模型中每个地区气温基矩阵的一维系数和协方差矩阵进行提取；再基于正态分布的假设，利用所提取的每个小空间地区的结果，进行随机效应单变量Meta分析；最后以最佳线性无偏预测BLUP方法，对每个地区的暴露-反应关系进行调整。


3.根据权利要求2所述的基于小空间尺度的热相关健康风险预警方法，其特征在于：所述步骤B1中，交叉基选取滞后时间为7天，滞后-反应曲线和温度-反应曲线均选用自然三次样条函数，滞后-反应曲线选取标度对数转换的3个等距位置作为内部节点，温度-反应曲线选取温度分布的5个等距位置作为内部节点，每日平均相对湿度和时间变量等通过三次样条函数平滑，自由度df分别为3年或7年。


4.根据权利要求1所述的基于小空间尺度的热相关健康风险预警方法，其特征在于：所述步骤C中，在筛选影响健康脆弱性的关键指标时，采...

【专利技术属性】
技术研发人员：马文军，胡建雄，刘涛，许燕君，许晓君，肖建鹏，潘蔚娟，
申请(专利权)人：广东省公共卫生研究院，广东省疾病预防控制中心，广州市气候与农业气象中心广州市灰霾监测中心，
类型：发明
国别省市：广东;44