新冠肺炎肆虐全球,來自不同領域的科學家正全力投入研究,為抗疫出一分力,其中地理信息科學(GIS)有望成為改善公共衞生的新興工具。香港中文大學(中大)校友、太空與地球信息科學研究所所長兼卓敏地理與資源管理學教授關美寶教授涉獵的研究範疇廣泛,包括環境問題、人類流動性,以及城市交通和健康等。她的研究強調「以人為本」及為大眾服務,並將認知、情感和行為等未能直接量化的人性化因素納入研究考量。最近,她就新冠肺炎開展的突破性研究正是一個好例子。

關教授(右)曾獲頒多個獎項,包括2016美國地理學家協會健康地理學專業組Melinda S. Meade傑出學術成就獎。

「以人為本」的地理學

地理信息科學透過獲取、量化和處理大量可用的地理資訊可幫助我們了解周邊事物。不過,地理信息科學涉及大量數據處理,有機會忽略一些人為因素,例如人與環境之間的互動,以及這些互動背後蘊含的意義。 

「我的研究著重『以人為本』,強調地理信息科學的人性化一面,希望將它應用在開發和解決各種城市、交通和社會問題,例如醫療保健、就業、交通引致的空氣污染和環境問題,以及各種環境風險對不同社會群體帶來的影響。」關教授續說:「在研究方法上,我們主要收集一些能記錄和反映個人經歷的數據做研究,所以甚少需要使用傳統機構或人口普查等提供的數據。而我們大部分研究都在較細小的空間進行,例如街道、建築物,甚至建築物內的房間。」

「人們在日常生活中會四處走動,與環境進行不同的互動,範圍很廣泛,所以傳統地理研究方法在擷取有用數據方面有局限性。透過先進的地理空間技術,例如特製的便攜式衞星定位傳感裝置和地理資訊系統方式,我們可以實時收集空間和環境數據,例如人們在何時、何地和受什麼環境影響等,有助準確評估環境因素對人們身心健康的影響。」關教授說。

關教授的研究利用創新地理信息系統方法,為城市中的健康、交通、環境和社會問題提供解決方案。

了解流動性是抗疫關鍵資訊

過去幾年,新冠肺炎為全球社會帶來許多負面影響,不但加劇社會不平等,亦對貧困社區造成重擊。關教授致力將地理信息科學技術用於應對新冠肺炎帶來的各種挑戰,她的研究利用情境分析和大數據去了解弱勢社群在疫情下如何及為何面臨更高的風險,分析結果有助決策者制定措施紓緩問題。

關教授的研究分析了新冠肺炎高風險地點的時空分布,結果發現香港前四波疫情期間(2020 年 1 月至 2021 年 5 月),八成感染者曾到訪某些超級傳播地點。其中,居住於密集式公共房屋和安老院的市民較易受感染。這意味決策者在制定疫情防控措施時,應多加留意這些地點,以及關注老年人和低收入人士等弱勢社群的需要。

在另一項研究中,關教授探討了文化、地緣政治等因素如何影響人們對新冠肺炎緩解措施的接受程度,例如追蹤密切接觸者、隔離檢疫以及他們對社會福利的看法。透過比較美國、韓國和香港的數據,關教授發現具有較強集體主義傾向的人對於新冠肺炎緩解措施涉及的隱私問題,擔憂程度較低。研究結果將有助決策者制定有效、公眾可接受的防疫措施。

為進一步推動新冠肺炎相關的研究,關教授計劃與牛津大學、哈佛大學、東京大學、首爾大學和奧克蘭大學合作收集國際數據,進行對比及分析,從而研究如何從源頭解決新冠肺炎大流行,以預防這種疾病在未來再度爆發。

建設未來智慧城市 

另外,在香港中文大學太空與地球資訊科學研究所,關教授和她的團隊利用「干涉合成孔徑雷達」(InSAR)技術監察香港兩項大型建設,包括港珠澳大橋人工島和香港國際機場。團隊使用的衞星技術可監察地盤附近建築物的沉降情況,準確度達至毫米級,數據有助提升建築及公眾安全。這個與香港創新及科技局、國家科學技術部的合作項目於2005年開展,已在中大設立衞星遙感地面接收站,協助香港、華南地區及東南亞地質不穩定地區監測環境與自然災害。

香港機場管理局已採用「干涉合成孔徑雷達」(InSAR)技術,監測填海後香港國際機場的沉降情況。

未來,關教授期望將研究方向擴展至碳中和。她說:「我們可以利用衞星測量溫室氣體,並量化大氣層中的碳濃度,這些數據有助全球實現碳中和的目標。」