中国广州市蚊虫密度估计

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蚊子是多种疾病的传播媒介。预测蚊虫密度的变化趋势对蚊虫疾病的早期预警和防控具有重要意义。在本文中,我们利用中国广州市在2014年监测白纹伊蚊的布雷图指数和叮咬指数数据以及在同一时期记录的包含平均温度、降水量、蒸发量和昼长的天气数据拟合了一个由Gong等人在2011年开发的离散时间蚊虫模型。这个离散时间蚊虫模型考虑了蚊子的未成熟和成年两个阶段,以及依赖天气因子的模型参数,例如:与水分指数有关的成虫的产卵率,与温度有关的未成熟蚊子的成熟率和存活率以及成年蚊子的存活率,与昼长有关的成年蚊子的滞育率。我们使用马尔可夫链蒙特卡罗(MCMC)方法估计了模型参数。我们发现有许多模型参数是不能确定的。我们对模型进行了修正和简化以使我们的模型参数都是可以确定的。我们重新利用中国广州市在2014年的蚊子监测数据和天气数据对此经过修正和简化的模型进行了拟合,我们发现模型的参数都可以确定了。接着我们把估计出来的模型参数代入我们的改进的模型,从而绘制出预测的蚊虫密度,并与广州市在2014年的布雷图指数和叮咬指数数据进行比较。我们的结果表明,该改进的模型预测的蚊子的流行趋势与布雷图指数和叮咬指数数据能够很好的吻合。然后我们利用广州市在2017年和2018年的蚊子监测数据和天气数据分别验证我们已经估计出的参数值和改进的模型,从而相应地绘制出预测的蚊虫密度,并与广州市在2017年和2018年的布雷图指数和叮咬指数数据进行比较。结果表明,该改进的模型预测的蚊子的密度与布雷图指数和叮咬指数数据能够很好的吻合,由此说明,我们所估计出的参数值和改进的模型同样适用于广州市2017年和2018年。
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