中国男性儿童呼气高峰流量参考值地理分布_葛淼.pdfVIP

第33卷第3期 地 理 研 究 Vol.33, No.3 2014年3月 GEOGRAPHICAL RESEARCH March, 2014 中国男性儿童呼气高峰流量参考值地理分布 葛 淼，薛然尹，何进伟，胡燕宇 （陕西师范大学旅游与环境学院健康地理研究所，西安 710119） 摘要：为弥补健康男性儿童肺部呼气高峰流量参考值制定时忽略地理因素的影响，分析了健 康男性儿童肺部呼气高峰流量参考值与地理因素的关系。收集中国各地健康男性儿童呼气高 峰流量参考值，运用相关分析将健康男性儿童肺部呼气高峰流量参考值与选取的25 项地理因 素指标进行了研究，提取其中存在相关性的10 项地理因素进行进一步分析。以空间自相关 Morans 指数分析数据，确定数据与空间及地理因素存在关系。用选定的10项指标进行BP人 工神经网络与地理要素模拟分析。通过5层神经网络，选取含9个隐含层的1000次训练自学习 建立模拟规则，用此规则模拟健康男性儿童呼气高峰流量参考值与地理环境的神经网络模 型。运用ArcGIS 地统计分析对数据进行分布检测，选取析取克里金法进行插值并输出参考值 的地理分布图。研究表明神经网络预测与地统计插值可以很好的结合进行插值出图，分析出 中国男性儿童肺部呼气高峰流量参考值与经度、海拔高度、年平均气温、年平均相对湿度、 年平均风速、表土石砾含量、表土有机质含量、表土 （粘土）阳离子交换量、表土 （粉土） 阳离子交换量、表土总可交换量存在关系。同时，分析了地理因素与医学指标间的关系，对 其影响机制进行了讨论。 关键词：呼气高峰流量参考值；BP人工神经网络；地统计分析；Morans指数；空间分析 DOI: 10.11821/dlyj201403005 1 引言 呼气高峰流量 （Peak expiratory flow rate, PEFR），又称最大呼气流量 （peak expiratory flow, PEF ）或呼气流速峰值，是肺功能的一个重要指标。目前国内外严重缺乏呼气高峰流 量参考值的统一标准，极度影响临床的准确性。呼气高峰流量值与人类生活的地理环境关 系非常密切，地理环境对呼气高峰流量的影响是通过人们所处的地形、大气条件、土壤条 件等自然要素以及饮食结构、居住环境、经济状况等人文要素综合作用于人体的肺部器官 而进行的。因此，对地理环境与呼气高峰流量参考值的这种复杂的非线性关系进行研究， 具有非常重要的意义。很多人测定了不同地区健康男性儿童呼气高峰流量参考值[1-32] ，这 为制定中国男性儿童呼气高峰流量参考值的统一标准提供了科学依据。但是，对不同地区 呼气高峰流量参考值之间的差异，以及呼气高峰流量参考值与地理环境之间的关系进行研 究，目前仅表现在探讨呼气高峰流量与海拔之间的关系。例如，王涛、杨生岳等曾对海拔 高度与呼气高峰流量的关系进行过分析，并计算出线性回归模型，但由于其他地理环境的 作用以及线性模型的局限性，仍难以体现呼气高峰流量参考值与地理环境之间的非线性关 系[33, 34] 。与此同时，对于回归分析本身，是要求各分析自变量间线性无关的，但由于各个 地理要素之间具有较大的相关性，会对模型的模拟预测精度造成影响[35, 36] 。 收稿日期：2013-01-15; 修订日期：2013-10-24 基金项目：国家自然科学基金项目 作者简介：葛淼 （1960-），男，研究员，博士生导师，主要从事健康地理研究。E-mail: gemiao@ 451-466 页 452 地 理 研 究 33卷 为研究呼气高峰流量参考值与地理环境间的非线性、复杂关系，本文在运用适用于非 线性预测的传统人工神经网络[37] 的方法的基础上，排除年龄对参考值的影响，创造性地将 神经网络插值预测与地统计分析相结合，研究了中国各地健康男性儿童呼气高峰流量参考 值与地理因素的关系。在进行人工神经网络分析之前，对于实测数据进行了空间自相关检 验，确定了建立预测值模型的