《International Journal of Environmental Research and Public Health》：The Relationship Between Urban Characteristics and Non-Communicable Diseases—Conceptual Framework of the HORUS Project
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HORUS项目探讨了城市规划与公共卫生之间的接口，重点关注通过创新城市规划和技术整合来减少非传染性疾病（NCDs）。利用地理信息系统（GIS），该项目将开发先进的城市制图和分析工具，以可视化和解决健康不平等问题。技术的参与式方法将积极吸引社区参与，并赋予公民塑
HORUS项目探讨了城市规划与公共卫生之间的接口，重点关注通过创新城市规划和技术整合来减少非传染性疾病（NCDs）。利用地理信息系统（GIS），该项目将开发先进的城市制图和分析工具，以可视化和解决健康不平等问题。技术的参与式方法将积极吸引社区参与，并赋予公民塑造更健康城市环境的能力。通过多维方法论，包括定性研究和自然实验，HORUS将使城市规划与公共卫生需求保持一致。该项目将针对可改变的风险因素（缺乏身体活动、不健康饮食和物质使用），并促进行为改变和环境重新设计，以降低非传染性疾病的患病率。数字技术的整合不仅将改善城市健康评估，还将促进针对弱势群体的循证干预措施。HORUS将为政策制定者和城市规划者提供实用框架，用于将促进健康的特征纳入城市设计。这种整体方法将有助于创建优先考虑公共卫生的韧性城市，并塑造未来的城市环境。该项目是技术、政策和社区参与相结合以有效应对城市化挑战和非传染性疾病的变革潜力的一个例子。
### 研究背景与问题
城市化进程加速，城市环境对人类健康的影响日益显著。非传染性疾病（NCDs），如心血管疾病、2型糖尿病、慢性呼吸道疾病和癌症，已成为全球主要的疾病负担，每年导致数千万人死亡。城市特征（如人口密度、绿地可达性、空气污染、交通模式）直接影响居民的行为风险因素（如缺乏身体活动、不健康饮食、物质使用），进而影响NCDs的流行。然而，传统城市规划往往忽视健康维度，导致健康不平等加剧。弱势群体（低收入社区、移民、少数民族）因基础设施匮乏和环境暴露而承受更高的NCDs风险。现有研究多采用静态描述性方法，缺乏动态、多维度的分析框架来整合城市空间数据、行为风险因素和社区参与。因此，亟需一个系统性的研究方法，将城市规划与公共卫生目标紧密结合，以应对城市化带来的健康挑战。
### 研究内容与结论
HORUS项目旨在通过创新方法（包括地理信息系统[GIS]、计算机辅助工程（CAE）、虚拟现实（VR）、人工智能[AI]和参与式技术）建立一个概念框架，将城市特征与NCDs风险行为联系起来。研究人员提出，通过整合空间分析和社区参与，可以识别健康不平等的热点区域，并设计针对性的干预措施。结论表明：城市环境通过塑造行为暴露和资源可及性直接影响健康结果；利用GIS和AI进行动态城市制图能有效识别NCDs高风险区域；参与式方法（如公民科学）可增强社区赋权，促进环境重新设计；该框架为政策制定者和城市规划者提供了可操作的工具，有助于创建具有韧性的健康城市。论文发表在《International Journal of Environmental Research and Public Health》。
### 主要关键技术方法
研究人员主要采用以下关键技术方法：1. **地理信息系统（GIS）**：用于整合城市空间数据与健康数据，进行疾病分布的可视化分析与热点识别。2. **计算机辅助工程（CAE）与三维建模（3D）及虚拟现实（VR）**：通过模拟和沉浸式体验评估城市设计对健康的影响，例如模拟步行环境、噪声暴露和绿视率。3. **人工智能（AI）**：利用机器学习算法分析多源大数据，预测NCDs风险模式并支持跨区域泛化。4. **参与式地理信息系统（PPSIG）与健康城市生成器（HCG）公民模块**：收集居民对建成环境使用的感知，并将定性信息地理参考化。5. **自然实验与定性研究（焦点小组、访谈）**：评估实际干预的因果效应，并获取利益相关者的行为因果因素。所有方法均整合在HORUS闭环生命周期中，包括GIS驱动的基线数据摄入、多模态地理空间AI（GeoAI）预测模型、社区主导的VR协同设计以及初级保健数字健康记录的临床验证。
### 研究结果
#### 1. 引言
通过文献综述，研究人员指出优化城市设计对人口健康至关重要，城市环境直接塑造健康结局。传统方法局限于局部规划，而前瞻性框架引入数字孪生（digital twins）来模拟动态干预。健康城市（如苏黎世、哥本哈根）的案例表明，整合健康政策的城市规划能改善生活质量。然而，城市化也带来挑战，需借助空间流行病学从被动感染追踪转向结构性慢性病环境监测。利用GIS和CAE建模，可对城市健康进行详细制图，使复杂数据更易理解，支持循证决策。
#### 2. 城市区域制图
城市制图作为公共卫生工具，连接了城市规划与健康结局。通过综合利用地理数据，研究人员能够可视化人口密度、医疗设施可达性、绿地分布和空气污染等因素对健康的影响。这种空间分析有助于定义健康不平等区域，促进资源分配。制图不仅应用于促进身体活动（如增加绿地），还用于传染病追踪（如COVID-19期间）。研究还强调从传统描述性制图向城市生成智能（UGI）发展，利用大语言模型和知识图谱模拟复杂人类行为。
##### 2.1. 公共卫生中的GIS
研究人员通过GIS将城市特征与NCDs（如2型糖尿病、心血管疾病、哮喘）的发病数据整合，识别出疾病分布模式和环境风险因素。结合世界卫生组织（WHO）的2025-2030 GIS健康路线图，GIS成为强制性的结构标准。GIS促使政策制定者分析城市化对NCDs风险因素的影响，并支持基于数据的干预措施评估（如促进步行、降低空气污染）。图3展示了GIS在公共卫生中的益处，包括持续调整计划、区域特异性数据应用。
##### 2.2. 计算机辅助工程（CAE）、三维建模与虚拟现实（VR）
研究人员应用CAE和VR技术模拟和可视化城市环境。CAE用于优化医疗基础设施的效率和安全性，VR则创建沉浸式3D环境，用于设计测试和培训。结合生物识别眼动追踪，VR可量化亲自然城市改造对焦虑的缓解效果。从传统2D叠加转向3D建筑建模，能捕捉垂直暴露（如大气层聚集、楼层间声波反射、局部遮阳指数），并通过迭代空间插值法填补数据缺失。
##### 2.3. 人工智能（AI）
研究人员将AI集成到城市制图中，利用机器学习分析环境危险和社会经济不平等。AI支持对预防性、临床性和行为性结果的详细理解，从而为特定社区定制精准干预。通过跨地理域域转移算法，确保模型在异质城市环境中的通用性。图5展示了AI实施流程：数据输入、算法分析、干预输出，最终提高干预的准确性和可扩展性。
#### 3. 城市化与非传染性疾病
研究人员通过文献综述和空间分析，明确城市化与NCDs的密切关联。研究显示，城市化导致生活方式改变（不健康饮食、久坐、吸烟），增加心血管疾病、2型糖尿病和呼吸系统疾病的负担。利用贝叶斯层次模型（Bayesian hierarchical models）进行疾病监测，可识别城市内高风险空间模式。GIS进一步揭示社区间的疾病分布不平等，指导针对性干预。例如，空气质量差和绿地缺乏的社区中哮喘和高血压发病率更高。研究还强调，GIS可评估城市规划倡议的影响，并通过详细地理结果调整方法。
#### 4. HORUS项目实施
HORUS项目基于循证干预，针对弱势群体（低收入、移民、少数民族）的NCDs风险因素（缺乏身体活动、不健康饮食、物质使用）。研究人员采用4×4框架（四种主要NCDs与四种可改变行为）指导行为改变和环境重新设计。项目结合定性研究（焦点小组、访谈）和自然实验，通过GIS将定性结果地理编码，并与健康城市生成器（HCG）公民模块联动，收集居民对建成环境的感知。采用PPSIG方法，强调社区参与空间决策，从技术驱动转向问题驱动，增强社区赋权和环境意识。项目还引入公民科学方法，使公众成为研究过程的直接合作者。针对不同社会经济水平社区，采取差异化干预逻辑：低收入社区侧重基础设施绝对缺乏和工业外部性，高收入社区侧重久坐生活和超加工食品。
### 总结与结论
讨论部分总结：城市环境通过塑造行为、暴露和资源可及性影响NCDs，整合城市规划与公共卫生是应对NCDs的关键。HORUS项目提供了一个动态、参与性的方法框架，结合GIS、CAE、VR、AI和社区参与，实现从数据摄入到临床验证的闭环生命周期。该框架有助于识别空间和行为因素，赋权公民，并促进健康公平。研究结果倡导城市政策优先关注健康、可持续和包容性环境。
结论部分翻译（直接翻译原文）：本手稿强调了城市规划在应对日益增长的NCDs负担中的关键作用，这是一个主要的全球健康挑战。城市环境通过塑造行为、暴露和获取健康促进资源来影响健康结局。对整合性和健康意识强的城市规划的需求前所未有地迫切，尤其是在快速城市化继续不成比例地影响弱势群体的情况下。HORUS项目是一项应对这些挑战的实用且具有前瞻性的倡议。它提供了一个方法论框架，将GIS和健康城市生成器等先进技术与社区参与相结合。在操作上，这个闭环生命周期同步了四个不同阶段。这些包括通过宏观数字孪生进行的GIS驱动基线数据摄入，使用多模态GeoAI基础模型进行的自动预测脆弱性映射，通过沉浸式VR进行的社区主导邻里协同设计，以及针对初级保健数字健康记录的临床验证。通过绘制和分析健康的城市决定因素，该项目将提供关于导致NCDs的空间和行为因素的可操作见解。重要的是，参与式方法将通过解决健康的环境和生活方式决定因素来赋权公民并改善公共卫生干预措施。这项工作强调了对齐公共卫生和城市规划以减轻NCDs原因并改善整体健康公平的必要性。通过将研究发现转化为政策相关工具并吸引多个利益相关者，HORUS项目展示了以健康为中心的城市规划如何有助于创建更健康、更具韧性的城市。该项目的结果将倡导城市政策的转变，优先考虑促进福祉、可持续性和包容性的环境。
