Akiba So
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Context: Build a spatial risk assessment system correlating air quality data with children's respiratory disease incidence across Wuhan. Approach: FastAPI backend serving PostGIS spatial queries, React frontend with Deck.gl maps, and a PyTorch SpatialTemporalGCN pipeline for multi-day (1d/3d/7d) risk prediction. Changes: - backend/ — FastAPI API with auth (JWT), alerts, risk analysis, geocoded case data, grid statistics, and report endpoints - frontend/ — React dashboard with interactive risk maps, alert monitoring, district comparison charts, and timeline player - models/ — SpatialTemporalGCN model with trained weights and ONNX export for inference - scripts/ — ETL pipeline for weather + medical data, grid generation, feature engineering, training, and daily inference - deploy/ — Docker Compose configs for backend, frontend, and MLflow - docs/ — API docs, deployment guide, user guide, and code review Impact: Enables spatial risk visualization, alert monitoring, and ML-driven health risk forecasting for environmental health teams.
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# 武汉市疾病监测预警系统 - 用户手册
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## 目录
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1. [系统概述](#系统概述)
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2. [快速入门](#快速入门)
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3. [功能说明](#功能说明)
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4. [常见问题](#常见问题)
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## 系统概述
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武汉市疾病监测预警系统是一个基于 Web 的地理信息系统 (GIS)，用于:
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- **实时监测**: 查看武汉市各区域的病例分布情况
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- **风险预测**: 预测未来 1-7 天的疾病风险等级
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- **历史分析**: 分析历史病例数据和气象数据的关系
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- **预警通知**: 高风险区域自动触发预警
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### 主要功能
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| 功能 | 说明 |
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| 📍 地图可视化 | 100m 网格级别的病例和风险展示 |
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| 📊 统计图表 | 病例趋势、区县对比、风险分布 |
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| ⏱️ 时间轴播放 | 动态查看历史数据变化 |
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| 🔮 风险预测 | 基于 AI 模型的未来风险预测 |
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| 📱 响应式设计 | 支持桌面、平板、手机访问 |
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## 快速入门
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### 1. 访问系统
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打开浏览器，访问: **http://localhost:3000**
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### 2. 主界面介绍
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```
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┌────────────────────────────────────────────┐
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│ 顶部导航栏 (首页、监测、预警、分析) │
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├────────────────────────────────────────────┤
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│ │
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│ 地图区域 (病例分布/风险预测) │
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│ │
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│ │
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├────────────────────────────────────────────┤
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│ 时间轴播放器 (播放/暂停/速度控制) │
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└────────────────────────────────────────────┘
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```
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### 3. 基本操作
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#### 查看病例分布
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1. 点击顶部导航栏的 **"监测"**
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2. 在地图上查看各区域的病例分布
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3. 点击任意网格查看详细统计信息
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#### 查看风险预测
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1. 点击顶部导航栏的 **"预警"**
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2. 选择预测天数 (1 天/3 天/7 天)
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3. 查看不同风险等级的区域分布
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#### 播放历史数据
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1. 在监测页面底部找到时间轴播放器
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2. 点击 ▶️ 播放按钮
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3. 使用滑块调整播放速度 (0.5x - 10x)
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## 功能说明
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### 1. 监测仪表板 (Monitoring Dashboard)
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**访问路径**: `/monitoring`
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**功能**:
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- 实时病例分布地图
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- 时间轴播放器
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- 统计图表 (病例趋势、AQI 趋势)
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- 区县筛选
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**操作步骤**:
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1. **选择日期**
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- 使用时间轴播放器选择日期
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- 或直接拖动滑块到指定日期
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2. **筛选区域**
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- 点击右上角"区域筛选"下拉框
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- 选择特定区县查看该区域数据
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3. **查看详情**
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- 点击地图上的任意网格
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- 右侧弹出详细信息面板
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4. **播放动画**
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- 点击 ▶️ 播放按钮
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- 自动按日播放病例变化
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- 点击 ⏸️ 暂停播放
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**界面元素**:
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| 元素 | 说明 |
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| 📊 累计病例 | 选定时间范围内的总病例数 |
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| 📅 日均病例 | 平均每日新增病例数 |
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| 📈 趋势 | 病例变化趋势 (上升/下降/平稳) |
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| 🗺️ 地图 | 病例分布热力图 |
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| ⏱️ 时间轴 | 日期选择和播放控制 |
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### 2. 风险预警 (Alerts Dashboard)
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**访问路径**: `/alerts`
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**功能**:
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- 高风险区域预警列表
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- 预警优先级排序 (P1/P2)
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- 预警原因说明
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- 预测时间显示
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**预警等级**:
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| 等级 | 颜色 | 说明 |
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| P1 | 红色 | 紧急预警，需立即响应 |
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| P2 | 橙色 | 重要预警，需关注 |
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**预警触发条件**:
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- 风险值 > 0.8
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- 24 小时内风险上升 > 25%
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- 连续 3 天风险上升
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- 气象条件恶化 (AQI > 150)
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### 3. 趋势分析 (Trend Analysis)
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**访问路径**: `/trend`
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**功能**:
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- 病例时间趋势图
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- 区县对比柱状图
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- 风险等级分布饼图
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- 气象因素关联分析
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**图表类型**:
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1. **时间趋势图**
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- X 轴：日期
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- Y 轴：病例数
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- 多条线：门诊/住院/总计
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2. **区县对比图**
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- 柱状图显示各区县病例数
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- 按病例数降序排列
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3. **风险分布图**
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- 饼图显示各风险等级占比
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- 颜色对应风险等级
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### 4. 区域洞察 (Insights)
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**访问路径**: `/insights`
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**功能**:
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- AI 生成的洞察报告
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- 关键发现摘要
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- 趋势分析
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- 相关性分析
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**洞察类型**:
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| 类型 | 图标 | 说明 |
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| ⚠️ 警告 | 🔴 | 需要关注的异常情况 |
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| ✅ 成功 | 🟢 | 防控成效明显的区域 |
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| ℹ️ 信息 | 🔵 | 一般性统计分析 |
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## 地图操作指南
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### 基本操作
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| 操作 | 方法 |
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| 平移地图 | 鼠标左键拖动 |
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| 缩放地图 | 鼠标滚轮滚动 |
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| 放大区域 | 双击地图 |
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| 复位地图 | 点击右下角"复位"按钮 |
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### 图层控制
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点击地图右上角的 **图层图标** (📚):
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1. **病例分布** - 显示病例数据
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2. **风险预测** - 显示预测风险
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3. **预警区域** - 显示预警区域
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4. **网格** - 显示 100m 网格边界
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**调整透明度**:
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- 每个图层有透明度滑块
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- 拖动滑块调整透明度 (0-100%)
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## 时间轴播放器使用指南
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### 播放控制
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| 按钮 | 功能 |
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| ⏮️ | 跳到开始日期 |
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| ▶️/⏸️ | 播放/暂停 |
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| ⏭️ | 跳到下一天 |
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| 📅 | 日期滑块 |
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### 速度控制
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点击速度按钮切换播放速度:
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- **0.5x** - 慢速 (2 秒/天)
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- **1x** - 正常 (1 秒/天)
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- **2x** - 快速 (0.5 秒/天)
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- **5x** - 极快 (0.2 秒/天)
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- **10x** - 最快 (0.1 秒/天)
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## 常见问题
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### Q1: 地图加载缓慢
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**原因**: 网格数据量较大 (近 100 万个单元)
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**解决方案**:
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1. 缩小地图范围
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2. 使用区县筛选功能
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3. 等待数据缓存完成
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### Q2: 时间轴播放卡顿
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**原因**: 浏览器性能限制
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**解决方案**:
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1. 降低播放速度
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2. 关闭其他浏览器标签页
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3. 使用 Chrome 或 Edge 浏览器
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### Q3: 预警信息不更新
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**原因**: 数据更新延迟
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**解决方案**:
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1. 刷新页面 (F5)
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2. 检查网络连接
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3. 联系系统管理员
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### Q4: 移动端显示异常
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**原因**: 屏幕尺寸过小
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**解决方案**:
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1. 横屏使用
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2. 使用平板或桌面设备
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3. 更新浏览器到最新版本
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## 快捷键
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| 快捷键 | 功能 |
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| `Space` | 播放/暂停时间轴 |
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| `←` | 上一天 |
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| `→` | 下一天 |
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| `Home` | 跳到开始日期 |
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| `End` | 跳到结束日期 |
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| `+` | 放大地图 |
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| `-` | 缩小地图 |
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## 数据说明
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### 数据来源
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- **病例数据**: 武汉市各医院门诊和住院数据
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- **气象数据**: 武汉市气象监测站点数据
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- **人口数据**: LandScan 高分辨率人口密度数据
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- **高程数据**: DEM 数字高程模型
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### 更新频率
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| 数据类型 | 更新频率 |
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|----------|----------|
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| 病例数据 | 每日更新 |
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| 气象数据 | 每小时更新 |
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| 风险预测 | 每日更新 |
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| 预警信息 | 实时更新 |
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### 数据范围
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- **时间范围**: 2022 年 1 月 - 至今
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- **地理范围**: 武汉市全域 (约 8,500 km²)
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- **网格分辨率**: 100m × 100m (约 85 万个网格)
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## 技术支持
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### 联系方式
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- **系统管理员**: admin@example.com
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- **技术支持**: support@example.com
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- **问题反馈**: GitHub Issues
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### 文档版本
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- **版本**: 1.0.0
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- **更新日期**: 2026-05-02
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- **适用系统版本**: 1.0.0+
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## 附录
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### A. 风险等级说明
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| 等级 | 风险值 | 颜色 | 建议措施 |
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|------|--------|------|----------|
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| 低风险 | 0.0-0.2 | 绿色 | 常规监测 |
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| 中低风险 | 0.2-0.4 | 蓝色 | 加强监测 |
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| 中风险 | 0.4-0.6 | 黄色 | 关注动态 |
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| 中高风险 | 0.6-0.8 | 橙色 | 准备响应 |
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| 高风险 | 0.8-1.0 | 红色 | 立即响应 |
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### B. 区县列表
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- 江岸区、江汉区、硚口区、汉阳区、武昌区
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- 青山区、洪山区、东西湖区、汉南区、蔡甸区
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- 江夏区、黄陂区、新洲区
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### C. 图例说明
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**病例分布图例**:
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- 🟢 绿色：0-10 例
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- 🔵 蓝色：11-50 例
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- 🟡 黄色：51-100 例
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- 🟠 橙色：101-500 例
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- 🔴 红色：500+ 例
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**风险预测图例**:
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- 颜色对应风险等级 (见上表)
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- 数值范围：0.0 (无风险) - 1.0 (最高风险)
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