大数据揭秘花粉过敏新挑和：天气变化取城市化

　　跟着天气变化和城市化历程的加快，花粉诱发的呼吸道过敏症已成为全球性的健康问题，影响着近三分之一的生齿，出格是儿童和老年人。这些过敏症状包罗花粉热、鼻炎、哮喘、过敏性鼻窦炎、过敏性结膜炎以及其他严沉并发症等，给健康带来了庞大挑和。近日，大学马轩龙研究团队正在全球变化取公共卫生范畴取得了主要冲破，该研究操纵大数据和人工智能手艺，为日益严沉的花粉过敏问题供给了新的处理方案和办理策略。相关论文颁发于 Global Change Biology 。“全球近三分之一的生齿遭到花粉激发的呼吸道过敏搅扰，包罗花粉热、过敏性鼻炎、哮喘、过敏性鼻窦炎、过敏性结膜炎及慢性炎症性肺病的严沉并发症。跟着全球变和缓大气中二氧化碳浓度的上升，发病时间提前，花粉浓度添加。这种环境使得患者的过敏症状和健康承担每年都正在加沉。由于城市中的植被变化和地盘操纵体例变化导致了花粉源的多样化和分布款式的变化，给公共健康带来更大的挑和。因而，花粉过敏问题变得越来越紧迫。为此，马轩龙课题组带领的一个国际团队，调集了中国、美国和等国的顶尖研究人员，配合切磋了大数据方式正在花粉过敏研究和办理中的使用。研究团队提出，通过整合卫星不雅测、花粉采样器、DNA（eDNA）和医疗健康大数据等多种数据来历，能够全面评估天气变化和城市化对花粉模式变化的影响，进而为城市公共卫生办理供给科学根据。该国际团队通过利用米级卫星数据实现了从区域标准的动物分布取花粉监测取阐发，同时通过利用从动花粉采样器和DNA手艺使得级此外花粉分类取量化成为可能。“高分辩率卫星数据供给了城市内及周边区域动物的细致空间分布环境，而且能够精确监测花粉季候的起头和竣事时间。这些数据使我们可以或许从宏不雅层面领会花粉源的空间变化和动态。”马轩龙暗示，通过将这些数据取景象形象不雅测数据连系，我们可以或许以近及时的体例逃踪城市中致敏性空气花粉浓度的变化和传输过程，并预测潜正在的浓度添加。此外，通过人工智能（AI）和计较机视觉手艺团队进一步提拔了数据处置和阐发的效率和精确性，“为了无效整合这些数据源，我们采用了先辈的夹杂建模方式，将基于物理过程的机理模子取融应时空上下文消息的机械进修方式连系。这种方式代替了保守的基于单坐点不雅测的统计回归模子，这些保守模子依赖于专家经验和当地景象形象数据，难以正在更普遍的空间标准长进行使用。通过新型的AI手艺，我们可以或许更切确地预测花粉浓度和花粉季候，从而提拔全体预测的精确性。”马轩龙说。研究显示，城市化对本地花粉发生了显著影响，次要表现正在引入非当地震物导致致敏性花粉程度的上升。正在城市扩张过程中，非当地震物的引入改变了原有的花粉模式，从而添加了致敏性花粉的浓度。快速增加的生齿和高度动态的城乡梯度进一步使空气中的生物复杂化，出格是当这些变化取天气变化要素连系时，可能会加剧由花粉过敏导致的呼吸系统健康风险。马轩龙说：“正在，城市公园和花圃中致敏性非当地震物的添加导致了花粉过敏原的丰硕性和多样性的提拔。正在，最早由欧洲移平易近引进的、正在城市和周边地域普遍分布的牧草品种黑麦草，每年春季城市激发大量哮喘病例。正在日本，用于木材出产而大量种植的日本杉也导致了花粉过敏症的显著添加。这些例子表白，非当地震物的引入不只改变了花粉分布，也显著提高了致敏性花粉的程度。”同时，全球变暖导致花粉季候耽误、发病时间提前以及花粉浓度添加，进一步加剧了花粉过敏的严沉程度。而降雨也能够影响植被的发展和开花环境，因而，天气变化、二氧化碳浓度上升和降雨模式改变等要素配合感化，使得对将来花粉浓度变化的预测变得愈加复杂和坚苦。“当前研究大多聚焦于天气变化若何影响花粉季候、浓度及其对健康形成的后果，而城市化历程对花粉过敏问题所形成的主要影响则相对较少被切磋。”马轩龙暗示，为全面把握花粉过敏问题日益严峻的缘由，将来的研究亟需将天气变化取城市化这两大体素纳入同一阐发框架。据领会，跟着大数据和人工智能手艺的飞速成长，正在鞭策花粉过敏及健康研究方面展示出庞大潜力。起首，这些手艺可以或许支撑建立切确的数据阐发模子和预测系统，实现个性化过敏办理策略和及时花粉浓度监测，无效削减的花粉过敏风险。高分辩率卫星不雅测和DNA手艺则供给详尽的花粉分布图取来历图谱，为区域防控办法、城市规划和居平易近出行供给了精准根据。其次，通过将花粉数据取景象形象前提、污染等多源消息进行整合，建立分析性研究平台，可以或许深切分解多种要素若何协同感化于花粉过敏问题，显著提拔预测精度和干涉结果。这种跨范畴的数据融合不只加强了对花粉浓度变化机制的理解，也为制定愈加科学合理的健康防护策略奠基了根本。“这些手艺使我们可以或许更精确地花粉模式。来自VENμS、PlanetScope 、Landsat和Sentinel-2等卫星的及时数据对于改良花粉预告和健康警报至关主要”，论文合做做者、美国高校空间研究协会（USRA）副Ghassem Asrar博士说。这些东西对于改良花粉预告和及时向过敏症患者供给消息很是主要。将来，人工智能取机械进修手艺将进一步优化过敏预测模子和健康干涉方案，使健康办理愈加精准化、个性化。这些手艺可以或许高效处置海量数据，识别花粉过敏的复杂模式，为健康办理的科学决策和个性化办事供给无力支撑。“总之，跟着大数据和人工智能手艺的不竭成长，对因为花粉过敏导致的健康问题的研究和办理将迈入一个全新的阶段。通过跨学科的合做取方式的整合，我们无望更全面地舆解花粉过敏的成因取影响，并制定出愈加科学和无效的应对策略。正在将来的日子里，科技的力量将引领我们愈加健康、夸姣的糊口。”马轩龙说。