登革热是由登革病毒引起，通过伊蚊传播的急性传染病^[1]。至今登革热在非洲、美洲、东地中海、东南亚和西太平洋100多个国家呈地方性流行，其中东南亚和西太平洋地区受登革病毒影响最为严重^[2]。1978年广东省佛山市发生建国以来的首次登革热疫情，自此以后的30多年，登革热在广东省和海南省等地流行，迄今我国发生登革热暴发或流行以及本地感染病例的地区有云南省、广东省、广西壮族自治区(广西)、海南省、福建省、浙江省、河南省、中国台湾、中国澳门、中国香港等地区^[3-6]。

研究表明，气温、空气湿度、降雨量和风力等气象条件、蚊虫密度、输入性病例、社会经济、人口等对登革热疫情有重大影响^[7-12]。登革热疫情与土地利用类型之间关系密切，居民地、水体、农田等土地利用类型的登革热疫情较严重^[13-16]。登革热空间分布主要取决于人口密度、城镇建设用地覆盖率、媒介伊蚊滋生的气候环境、植被的覆盖程度和小型水体密度^[13]。在社区乡镇边界或城区登革热风险高。在交通发达地区或经济欠发达地区登革热风险高，过高或过低的人口密度和均一化植被指数(normalized difference vegetation index，NDVI)会导致登革热病例增多^[17]。综上所述，以往登革热疫情研究所采用的数据源大多基于气象数据和实地监测数据(如蚊媒数据)，而与地理空间环境的相关性分析大多是定性研究，本研究拟采用遥感和地理信息系统技术，探究广州市五区1 km格网空间尺度上的登革热疫情与地理空间环境之间的定量关系。

2014年广东省登革热疫情大暴发，登革热病例达40 000余例，而绝大部分病例聚集在广州市的白云区、荔湾区、越秀区、海珠区和天河区，因此重点研究该五区登革热疫情。登革热疫情数据来源于中国疾病预防控制信息系统。本次纳入统计的登革热病例共计30 553例。登革热病例分布具体见图 1，其中红色网格为1 km栅格格网。

图 1 广州市登革热病例分布 Figure 1 Distribution of dengue fever cases in Guangzhou

图选项

GF-1卫星是中国高分辨率对地观测系统的第一颗卫星，于2013年4月26日成功发射，开启了中国对地观测的新时代。基于2015年8月7日的空间分辨率为16 m的GF-1影像解译成土地利用类型(land use type，LUT，包括水体、植被和居民地3类)和均一化水体指数(normalized difference water index，NDWI)，取值范围为-1~1的产品，并插值为1 km空间分辨率的相应产品。

MOD05和MOD11A2产品MODIS (中分辨率成像光谱仪)是搭载在Terra和Aqua两颗卫星上的传感器。基于2014年79月的空间分辨率为1 km的MOD05可降水汽(precipitable water vapor，PWV; 单位为cm)产品求和，基于2014年9月和10月的空间分辨率为1 km的MOD11A2陆地表面温度[land surface temperature，LST。包括白天地表温度(LSTD)和夜晚地表温度(LSTN)，单位为K]产品求均值。研究区PWV取值范围为182.86~231.11，LSTD取值范围为297.89~308.04，LSTN取值范围为293.83~298.75。

domestic product，GDP)数据人口和GDP数据来源于中国科学院地理与资源研究所，是2010年的空间分辨率为1 km的栅格数据。研究区人口取值范围为0~45 930，单位为人；GDP取值范围为9.5°~50 149.6°，单位为元。

(1)

式中：l_pq表示x与y的离均差乘积和，l_pp表示x之间的离均差乘积和，l_qq表示y之间的离均差乘积和。Spearman秩相关系数r_s，又称为等级相关系数，介于-1~1之间，r_s＜0为负相关，r_s>0为正相关。

(2)

其中，为X_i=(X₁，X₂，…，X_P)时，因变量Y的总体平均值的估计值；b₀为常数项，也称截距；b_j为自变量X_j的偏回归系数，表示当方程中其他自变量保持不变时，自变量X_j变化一个计量单位，因变量Y的平均值变化b_j个单位。回归系数的符号可用于判断各自变量对因变量影响的方向。

利用ARCMAP 10.1空间分析和数据管理等功能，在广州市登革热疫情重点区白云区、荔湾区、越秀区、海珠区和天河区，进行空间单元1 km的格网划分，进一步统计每个格网所对应的登革热病例及环境要素信息，见表 1，从而采用Spearman法和多重回归法分析登革热疫情与LUT、NDWI、LSTD、LSDN、PWV、人口和GDP的相关关系。因数据源多，某些栅格单元存在缺失，特别是研究区边缘区域，为完成登革热和环境要素空间位置数据匹配，最终整理得出了758个数据条目，进一步基于该数据得出分析结果。

开展1 km格网的登革热病例与环境要素的线性相关关系分析，结果见表 2。

表 2 登革热与环境要素的相关关系 Table 2 Relationships between dengue fever epidemics and environmental factors

	土地利 用类型	均一化 水体 指数	白天地 表温度	夜晚地 表温度	人口	国内生 产总值
rs	0.483a	0.456a	0.612a	0.699a	0.705a	0.205a
Sig.(2-tailed)	0.000	0.000	0.000	0.000	0.000	0.000
注：a在0.01的水平下显著相关

表选项

结果表明，登革热疫情与LUT、NDWI、LSTD、LSTN、人口和GDP高度显著正相关，相关系数分别为0.483、0.456、0.612、0.699、0.705和0.205。

开展登革热与环境要素的逐步回归分析，最终人口、LSTN、LUT进入模型，得到登革热疫情与人口、LSTN和LUT多重线性回归关系，见表 3。

方程如公式(3) 所示。整个方程的R²=0.278，整体F检验P=0.001。

(3)

式中，表示登革热病例数，X₁表示人口、X₂表示LSTN、X₃表示LUT。

本研究利用Spearman线性相关分析法和多重线性回归法，分析了登革热疫情与空间环境因子的相关关系。结果表明，登革热疫情与土地利用类型、水体指数、地表温度、人口和GDP高度显著正相关，其中与夜晚地表温度和人口的相关系数分别达0.699和0.705；并建立了登革热疫情与人口、夜晚地表温度和土地利用类型之间的多重线性回归方程；在多重线性回归中，人口对登革热疫情贡献较大。

登革热是人感染登革热病毒的急性传染病，与人口、社会经济、交通等因素密切相关^[17]。本研究表明，登革热疫情与人口密度、GDP高度正相关。登革热的传播媒介伊蚊的生存繁衍离不开水环境，而人类活动与家庭住址、工作单位等活动场所密切相关，因此本研究中登革热疫情与土地利用类型、水体指数呈高度正相关，具备科学依据，与已有研究一致^[13-16]。登革热的传播媒介，伊蚊生存、繁殖需要适宜的温度，因此登革热疫情与温度也是相关的。登革热疫情与日最低气温关系显著^[7]，相同空间位置夜晚地表温度通常低于白天地表温度，本研究中登革热疫情与夜晚地表温度相关系数较与白天地表温度相关系数稍大，进一步证实了以往的研究。

本研究中数据有待进一步挖掘，登革热疫情与环境因子之间的关系有待进一步研究。数据来源多种，包括GF-1影像的解译、MODIS产品以及人口和GDP的空间插值数据，在数据处理过程中，存在机器误差和人工误差，会使数据部分失真。后续工作将探索其他数据分析方法，进一步研究登革热疫情与环境因子的关系。

本次研究采用了国产高分辨率遥感影像GF-1卫星影像，是地理学与统计学的交融，是空间地理数据与卫生统计学的结合；与以往定性描述不同，定量得出了登革热疫情与人口、地表温度等环境要素之间的相关关系。

作者贡献:

ORCID：0000-0002-6949-6820

岳玉娟：数据获取、分析、组稿

鲁亮：数据获取

刘起勇：审稿修正