城市登革热传播中的拓扑逾渗：空间连通性的多尺度分析

我们利用统计物理和拓扑数据分析工具，研究了 2015 年至 2024 年巴西累西腓市登革热病例的空间组织。报告病例被建模为度量空间中的点云，并通过 Vietoris-Rips 滤链和零维持久同调研究其空间连通性，这捕捉了连通分量在不同空间尺度上的出现与消失。通过使用经验距离分布的百分位数对滤链进行参数化，我们识别出与最大连通分量急剧增长相关的临界逾渗阈值。这些阈值定义了从碎片化空间模式到高度集中、逾渗结构的不同几何状态。值得注意的是，发病率水平相似的年份表现出定性上不同的逾渗行为，表明仅凭病例数量并不能决定传播的空间组织。我们的分析进一步揭示了登革热传播逾渗特性中显著的时间异质性，包括 2020 年以延迟或缺失空间逾渗为特征的结构性断裂。这些发现凸显了基于逾渗的拓扑可观测量作为城市流行病结构物理上可解释且敏感的指标，为传统空间和流行病学分析提供了补充视角。