新冠疫情可视化地图集 – 世界疫情传播地图

在针对新冠疫情的工作中北京大学可视化与可视分析实验室研发制作了一系列交互地图。在此我们讨论通过数据绘制各类主题地图帮助大家更好的理解疫情发展变化。上一篇推送中介绍了零新增地图今天我们继续介绍世界疫情传播地图。

1. 世界疫情传播地图

近几周来中国的新冠病毒肺炎已经初步得到了有效地控制全国范围湖北省外(不含港澳台)连续多日新增确诊人数不足10人。与之相对比的是新冠病毒肺炎已经逐渐在世界范围内传播开来。截至3月3日全球受到新型冠状病毒肺炎影响的国家已达67个多个国家都在近日发现了首例新冠病毒肺炎患者包括: 巴西、埃及、阿尔及利亚、尼泊尔、希腊、圣马力诺等。

在世界疫情传播地图发现了新冠肺炎确诊患者的国家区域用不同深浅程度的红色表示代表累积患者数目多少。在地图界面上可以找到对照颜色与确诊患者数目的图例。鼠标在图例上悬停时就会高亮出确诊人数在该范围内的国家。通过左侧时间轴可以动态回溯历史信息。同时根据报道来源的信息转播地图使用有箭头方向的弧线表示疫情在国家中间的传播。在我们这个疫情传播可视化中箭头指向新的疫情发生国家而弧线另外一端的黄色圆形表示首例患者的传入来源地弧线代表疫情传播路径。由于传播的复杂性这些传播是根据各种文献综合推断的还会不断改进。世界疫情传播地图提供了动画播放功能可以清晰地看到疫情在全球传播的过程。

国际疫情态势地图

世界疫情传播地图这一在线交互地图提供了各国每天新增确诊的信息及各国首例来源。例如日本的首例确诊新冠肺炎患者为一名住在神奈川中国籍男子在前往武汉后回日本后被确诊感染新型冠状病毒阳性中国到日本的箭头指示日本的首例新冠肺炎确诊来源于中国。同理日本到印度尼西亚的箭头表示印度尼西亚的首例新冠肺炎确诊来源于日本。

欧洲多数国家均发现了新冠肺炎病例其中大部分欧洲国家的首例病例从意大利传入。

欧洲疫情态势及传播路径

可以看到黄色圆点代表的国家有病例向其他其他国家输出分别是:中国、意大利、伊朗、德国。点击特定国家可以看到其对其他国家造成输入病例的情况用箭头标示。例如意大利对19个其他国家造成了输入病例其中包括多个欧洲国家、1个亚洲国家、2个非洲国家及2个南美国家(巴西、墨西哥)。 而意大利“0号病人”的来源尚不清楚。

意大利疫情态势及传播状况

利用疫情晴雨表可以看到意大利、法国和德国近一周来新增确诊人数呈逐渐增长状态。作为与意大利毗邻的国家还需警惕病毒从意大利大量流入的风险。同时因为欧洲国家的体制类似于一个整体的联邦共和国其内部国家的经济生活关联极其紧密流动人口较多。目前已经出现了一定的由意大利向外传播的情况其他感染人数较少的欧洲国家需要抓紧这个机会窗口阻止病毒在欧洲境内的进一步传播。

部分海外疫情晴雨表

根据收集到的公开资料10个国家的首例病例来源于伊朗其中7个为其周边国家。就疫情晴雨表来看伊朗近日新增确诊人数增长很快。截至3月2日累计确诊已达1501人。伊朗存在的问题不单单是疫情传播快其病亡率是全球除菲律宾外(菲律宾确诊3人病亡1人)最高的。

伊朗疫情态势及传播状况
伊朗疫情晴雨表

当忽略国家之间的地理位置关系时可以用如下图所示的另外一种可视化方法展示世界各国首例传播来源同我们在世界疫情传播地图上看到的一样意大利和伊朗已经成为了多个国家首例病例的来源地。

世界各国首例传播来源

2. 区域分布地图

区域分布地图一种非常常见的主题地图通过对地图上不同区域均匀地填充颜色或图案区域颜色的深浅或图案与数值成比例。今天所介绍的世界疫情传播地图就是一种区域分布地图每个国家的累计确诊人数用颜色映射颜色的深浅代表确诊人数的多少。

媒体经常引用的一个例子是美国大选地图。例如下图代表的2004年美国大选中用颜色代表各地区投票给不同候选人的人数比例。这里使用了“共和党红”或“民主党蓝”的表示。

美国大选各地区投票比例(图片源自Matthew Ericson, NY Times) [5]

除世界疫情传播地图外我们所做的工作中各地市疫情态势也采用区域分布地图这种形式不同省份颜色的深浅代表其累计确诊人数的多少。可以看到武汉周边的城市颜色较深累计确诊较多。

湖北疫情态势地图

3. 地图可视化历史

这里我们介绍一下地图的历史沿革。地图是人类概括和符号化所在地理空间和现象的有效手段。在公元前地图作为可视化的早期形态就已经出现。据考现存最早的实物世界地图是公元前6世纪刻在陶片上的古巴比伦地图。这块泥板代表了古代巴比伦人眼中的世界。中间的圆盘代表着陆地。陆地上方是山脉幼发拉底河自这里起源。圆盘左侧是海洋国。中间偏上方的长方形则代表着巴比伦。

公元前6世纪的古巴比伦地图 (摄影�0�2袁晓如)

我国现存最早的石刻地图之一是宋代的《禹迹图》(1081-1094)根据贾耽《海内华夷图》中《禹贡》九州部分缩制所绘制的内容十分丰富包含大量详细的州郡名和山川河流名。地图所采用的计里画方的制图方法一直沿用到清代并对西方的地图制作法产生一定的影响。

禹迹图(图片源自陕西西安的碑林)[1]

而1229年由南宋李寿明所刻绘的《平江图》在传统地图绘法的基础上进行创新将苏州城的河道街道栩栩如生地表现出来是研究中国古代城市规划的珍贵历史材料。

平江图(图片源自李寿明刻绘)�0�2[2]

19世纪约翰·斯诺医生制作的霍乱地图则开启了利用地图这一形式进行多元数据融合推断进行决策的先河。约翰·斯诺(John Snow1813年3月15日-1858年6月16日) 英国内科医生在1854年英国霍乱爆发事件研究中作出重大贡献。 他也是首个利用可视化来理解与分析传染病蔓延过程的专家。�0�2

约翰·斯诺(图片源自Wikipedia)[3]

以下文字译自 Edward Rolf Tufte. Visual Explanations. Graphics Press 1997. [4]。1854年8月31日晚霍乱在伦敦市中心的布罗德街爆发。当时人们对霍乱起因的主流看法是空气污染论(认为霍乱像黑死病一样通过空气传播)而病菌学说并未被广泛接受。斯诺认为霍乱的传播并不因为人们呼吸了被“污染”的空气而是通过被污染的水源传播的。

基于曾调查过更早期流行病的相关经验琼恩·斯诺(John Snow)怀疑布罗德街(Broad street)和剑桥街(Cambridge street)社区泵井里的水受到了污染。9月3日晚上斯诺检测了井里的水没有发现任何可疑的杂质因此他犹豫着是否要下结论。但之后的两天琼恩发现水中有机质的含量发生了变化并且水中有肉眼可见的白色絮凝体。

为进一步证实霍乱的根源是水泵斯诺从总登记局获得了一份83人死于霍乱的名单。当绘制在地图上时这些数据显示霍乱和水泵之间有密切的联系。通过逐家逐户的调查琼恩获得了霍乱与水泵存在联系的详细证据。

当时被污染的水泵(摄影�0�2袁晓如)

斯诺发现几乎所有的死亡病例的家庭地址都发生在离被污染水泵很近的地方其中有61起病例能确认生前喝过甚至频繁饮用被污染水泵的水。仅仅只有10个死亡案例距离另一被证实安全的水泵相对较近。按理说用水应当会首选较近的水泵然而通过调查斯诺了解到在这10例中有5例生前比起距离较近的“安全水泵”更喜欢喝赫布罗德街水泵(即被污染水泵)里的水;有3例是前往被污染水泵附近的学校上学的孩子这3位孩子中有2位均有人能够证实是喝了水泵里的水第3位孩子的家长则认为其孩子有很大可能也喝过;另外2例不在水泵的供应范围内因此被认为是在霍乱爆发前的死亡个例[4]。当时被污染的水泵仍在赫布罗德街上保留着。

水泵移走前和移走后死亡人数统计(图片源自�0�2Edward Rolf Tufte.�0�2Visual Explanations.�0�2Graphics Press�0�21997.)[4]

斯诺通过实地考察和详细分析得出结论:在伦敦这一地区除了那些饮用了污染水泵的水的人很少有超过正常水平的霍乱发生因此斯诺认为污染源在布劳德大街的公用水泵上。他对霍乱传播方式的研究有理有据成功地说服当地市政将水泵移走。上图展示了水泵移走前和移走后死亡人数统计说明斯诺的结论是正确的的。斯诺主要使用一张地图来阐述霍乱病毒的传播途径他的研究说明霍乱发病率的提高主要是由于从被污染的泰晤士河取水。

1854年斯诺在伦敦霍乱爆发时研究个案时用的地图(图片源自Wikipedia)[3]

4. 疫情态势可视分析平台网址

上述可视化都提供了在线交互版本。可以通过手机或者电脑互动查看疫情发展。

访问世界疫情传播地图:

https://vis.ucloud365.com/ncov/world/

http://vis.pku.edu.cn/ncov/world/

访问零新增地图:

https://vis.ucloud365.com/ncov/cure_stat/#/zerogrowth

http://vis.pku.edu.cn/ncov/cure_stat/#/zerogrowth

访问国内疫情态势地图:

https://vis.ucloud365.com/ncov/china_stat/

http://vis.pku.edu.cn/ncov/china_stat/

整体疫情可视分析平台可以直接访问:

http://vis.pku.edu.cn/ncov/

5. 使用说明

上述可视化由北京大学可视化与可视分析实验室研发数据通过卫健委等公开途径获得。


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