GCRI · Health Nexus

Modélisation des systèmes complexes pour la santé

Complex systèmes methods show how health risk emerges from interactions: people mixing and moving, hospitals sharing patients and staff, supply networks sharing suppliers, and health services depending on power and water. Agent-based and system dynamics models let these interactions be explored as scenarios, with every assumption visible.

01Registre

Complex systems modelling for health on the record.

Fiche de la méthodeMéthode STIM
  1. MéthodeComplex systèmes and agent-based modelling
  2. Appliqué dansHealth Nexus
  3. Données4 entrées
  4. Page canoniqueCommons STIM
02Candidature

What complex systems and agent-based modelling does here.

Complex systèmes and agent-based modelling study systems whose behaviour emerges from interactions among many components. They help explain nonlinear dynamics, tipping points and collective behaviour. In health and biosecurity, complex systems approaches explore how interacting risks can produce sudden, systemic shifts. They support stress testing of policies against emergent behaviour. The canonical description is on les STEM Commons.

Contact and mobility networks

Agent-based models represent households, schools, workplaces and travel, so the effect of contact patterns and public health measures on transmission can be explored under stated parameters.

Cascades across health and infrastructure

System dynamics models link power, water, staff and supply buffers to service capacity, tracing how a grid outage or vague de chaleur propagates into hospital functions over hours and days.

Patient transfer networks

Networks of referrals and transfers between hospitals are analysed to see where surges concentrate and how resistant organisms can spread between facilities.

03Géographie

Exposition environnementale en Afrique.

Daytime surface heat, population density and haze over Africa, from NASA GIBS. Each layer carries its own date.

La carte interactive requiert JavaScript ; la liste des couches et les sources figurent ci-dessous.

Couches 3

Exposition environnementale, pour cette page

À propos de cette couche
Preuves
Observé (une nébulosité persistante laisse encore des lacunes)
Sources
VIIRS NOAA-20 niveau 3, 8 jours (NASA LANCE)
Fournisseur
NASA LANCE
Licence
Données ouvertes de la NASA
Millésime
8 jours ; composite satellitaire sur 8 jours ; une nébulosité persistante laisse encore des lacunes
Les plus récents à la construction
2026-09-14
Résolution
grille d'environ 1 km
Incertitude
Température de peau du sol mesurée par satellite sur les 8 jours se terminant à la date indiquée, un indicateur d'exposition à la chaleur ; ce n'est pas la température de l'air, l'indice de chaleur ni une alerte de chaleur.
Accessible par
gibs.earthdata.nasa.gov, uniquement après que vous avez autorisé la carte en direct
À propos de cette couche
Preuves
Estimé
Sources
Gridded Population of the World v4.11 (NASA SEDAC (CIESIN, Université Columbia))
Fournisseur
NASA SEDAC (CIESIN, Université Columbia)
Licence
CC BY 4.0
Millésime
null ; estimation fondée sur le recensement, statique (2020)
Résolution
grille d'environ 1 km
Incertitude
Estimation fondée sur le recensement du nombre d'habitants par kilomètre carré en 2020, présentée comme contexte d'exposition ; ce n'est pas un décompte des personnes touchées par un aléa.
Accessible par
gibs.earthdata.nasa.gov, uniquement après que vous avez autorisé la carte en direct
À propos de cette couche
Preuves
Observé (les nuages laissent des lacunes)
Sources
VIIRS NOAA-20 Deep Blue AOD (NASA LANCE)
Fournisseur
NASA LANCE
Licence
Données ouvertes de la NASA
Millésime
quotidien ; restitution satellitaire ; les nuages laissent des lacunes
Les plus récents à la construction
2026-10-14
Résolution
grille d'environ 2 km
Incertitude
Mesure satellitaire de la brume sèche, de la fumée et de la poussière sur toute la colonne d'air le jour indiqué ; un indicateur d'exposition, et non les PM2.5 au niveau du sol, un indice de qualité de l'air ni un avertissement sanitaire.
Accessible par
gibs.earthdata.nasa.gov, uniquement après que vous avez autorisé la carte en direct
À propos de cette couche
Preuves
Observé
Sources
VIIRS NOAA-20, réflectance corrigée (NASA LANCE)
Fournisseur
NASA LANCE
Licence
Données ouvertes de la NASA
Millésime
quotidien ; image satellitaire
Les plus récents à la construction
2026-10-14
Résolution
grille d'environ 250 m
Incertitude
Image satellitaire. Raster satellitaire ou de modèle tel que le fournisseur le publie. Les nuages, les lacunes de fauchée et les erreurs de restitution laissent des lacunes et du bruit ; les valeurs sont des indicateurs, et non des mesures en un lieu donné.
Accessible par
gibs.earthdata.nasa.gov, uniquement après que vous avez autorisé la carte en direct
À propos de cette couche
Preuves
Observé (les nuages laissent des lacunes)
Sources
OMI Aura (NASA GES DISC)
Fournisseur
NASA GES DISC
Licence
Données ouvertes de la NASA
Millésime
quotidien ; restitution satellitaire ; les nuages laissent des lacunes
Les plus récents à la construction
2026-10-10
Résolution
grille d'environ 2 km
Incertitude
Colonne satellitaire de dioxyde d'azote dans la basse atmosphère le jour indiqué, provenant surtout de la combustion ; ce n'est pas une concentration au niveau du sol ni un avertissement sanitaire.
Accessible par
gibs.earthdata.nasa.gov, uniquement après que vous avez autorisé la carte en direct
À propos de cette couche
Preuves
Modélisé (dernière année publiée par GIBS)
Sources
MODIS Terra et Aqua, occupation du sol (MCD12Q1) (NASA LP DAAC)
Fournisseur
NASA LP DAAC
Licence
Données ouvertes de la NASA
Millésime
annuel ; classification satellitaire ; dernière année publiée par GIBS
Les plus récents à la construction
2024-01-01
Résolution
grille d'environ 500 m
Incertitude
Classes d'occupation du sol par satellite pour l'année indiquée, y compris les terres cultivées ; une classification comportant des erreurs connues, et non un registre des exploitations agricoles.
Accessible par
gibs.earthdata.nasa.gov, uniquement après que vous avez autorisé la carte en direct

Dernière version disponible

NASA GIBS / EOSDIS · ASTER GDEM (METI, NASA) · Blue Marble (NASA) · © contributeurs d'OpenStreetMap (ODbL) · Natural Earth

Chargement des dernières images de la NASA.

Faites glisser pour déplacer. Ctrl ou ⌘ et défilement, pincement ou boutons pour zoomer ; survolez pour lire les valeurs sous le pointeur ; la réinitialisation ramène à la région.

Exposition environnementale, cadrée sur l'Afrique.Produits satellitaires et de modèles tels que la NASA les publie, chacun avec sa propre date. Ce sont des indicateurs, non des évaluations d'un lieu quelconque.

Données : NASA GIBS · ASTER GDEM · Blue Marble · © contributeurs d'OpenStreetMap · Natural Earth · NASA EONET · ESA Copernicus Sentinel-5P TROPOMI · NASA JPL OPERA DIST-ALERTSources et licences

  • We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS). Colours redrawn from the published colour map; values averaged into hexagonal cells where shown (modified). Données ouvertes de la NASA
  • We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS). Colours redrawn from the published colour map; values averaged into hexagonal cells where shown (modified). Données ouvertes de la NASA
  • Produits VIIRS en quasi-temps réel (inondation, température de surface terrestre, couverture neigeuse, réflectance corrigée), NASA LANCE ; imagerie via NASA GIBS. Couleurs redessinées d'après la palette publiée ; valeurs moyennées dans des cellules hexagonales lorsque affichées (modifié). Données ouvertes de la NASA
  • Center for International Earth Science Information Network (CIESIN), Columbia University. 2018. Gridded Population of the World, Version 4 (GPWv4): Population Density, Revision 11. NASA Socioeconomic Data and Applications Center (SEDAC). Sous licence CC BY 4.0. Couleurs redessinées à partir de la palette publiée ; valeurs moyennées dans des cellules hexagonales lorsque présentées (modifié). doi:10.7927/H49C6VHW. CC BY 4.0
  • Produits atmosphériques MODIS et VIIRS, NASA LANCE et LAADS DAAC ; imagerie via NASA GIBS. Couleurs redessinées à partir de la palette publiée ; valeurs moyennées en cellules hexagonales lorsqu'elles sont affichées (modifié). Données ouvertes de la NASA
  • Dioxyde d'azote OMI (Aura) et indice d'aérosols OMPS (Suomi NPP), NASA ; distribués par le NASA GES DISC ; imagerie via NASA GIBS. Couleurs redessinées à partir de la palette publiée ; valeurs moyennées en cellules hexagonales lorsqu'elles sont affichées (modifié). Données ouvertes de la NASA
  • Produits terrestres MODIS (indices de végétation, production primaire brute, occupation du sol), NASA LP DAAC et LANCE ; imagerie via NASA GIBS. Couleurs redessinées d'après la palette publiée ; valeurs moyennées dans des cellules hexagonales lorsque affichées (modifié). Données ouvertes de la NASA
  • ASTER GDEM est un produit du METI et de la NASA (ASTER Global Digital Elevation Model V003, NASA LP DAAC) ; imagerie via NASA GIBS. Couleurs redessinées d'après la palette publiée ; valeurs moyennées dans des cellules hexagonales lorsque affichées (modifié). Citer comme : NASA/METI/AIST/Japan Spacesystems and U.S./Japan ASTER Science Team (2019). ASTER Global Digital Elevation Model V003. doi:10.5067/ASTER/ASTGTM.003. Données ouvertes de la NASA
  • Réalisé avec Natural Earth. Données cartographiques vectorielles et matricielles libres sur naturalearthdata.com. Domaine public
  • © Contributeurs d'OpenStreetMap (ODbL), via NASA GIBS (côtes, frontières, routes et noms de lieux). Couleurs redessinées d'après la palette publiée ; valeurs moyennées en cellules hexagonales lorsqu'elles sont affichées (modifié). ODbL
  • Blue Marble, NASA Earth Observatory ; imagerie via NASA GIBS. Couleurs redessinées d'après la palette publiée ; valeurs moyennées dans des cellules hexagonales lorsque affichées (modifié). Données ouvertes de la NASA
  • Contexte sur le globe et la carte plane : côtes, frontières, routes et toponymes issus des couches de référence NASA GIBS (données OpenStreetMap, ODbL, © contributeurs d'OpenStreetMap) ; imagerie Blue Marble comme fond facultatif ; relief 3D et lecture de l'altitude à partir de l'indice de couleur d'altitude ASTER GDEM (classes de 5 m à 200 m, exagérées pour la lisibilité). Les frontières sont tracées telles que publiées et n'impliquent aucune position sur un territoire.
  • Événements en direct : suivi des événements naturels de l'Observatoire de la Terre de la NASA (EONET) ; les événements sont indicatifs et conservent les liens de leur source d'origine.
  • En direct : les événements NASA EONET sont indicatifs et ne constituent pas des alertes officielles.
  • Observed (EO): ESA Copernicus Sentinel-5P TROPOMI (contains modified Copernicus Sentinel data 2026). We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS).
  • Observed (EO): NASA JPL OPERA DIST-ALERT (contains modified Copernicus Sentinel data 2026). We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS).
  • NASA GIBS: We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS).
  • Prévision de la qualité de l'air, 5 jours, PM2.5 (CAMS via Open-Meteo) : contient des informations modifiées du Copernicus Atmosphere Monitoring Service 2026.
  • Année écoulée, température quotidienne (ERA5 via Open-Meteo) : contient des informations modifiées du Copernicus Climate Change Service 2026.
  • Données météorologiques d'Open-Meteo.com (https://open-meteo.com/), sous licence CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).
  • Les couches facultatives (14 sources dans la liste des couches : en direct, prévision, observées et contexte) affichent la mention de leur fournisseur sur la carte et ici lorsqu'elles sont activées ; les prévisions sont des sorties de modèles et les indices dérivés sont des estimations.

Couches et dates

  • Température de surface terrestre, jour, composite sur 8 jours : VIIRS NOAA-20 Level 3, 8-day, NASA LANCE · 14 sept. 2026
  • Densité de population, 2020 : Population : CIESIN, Columbia University, Gridded Population of the World v4.11 (2018), NASA SEDAC, CC BY 4.0 · statique
  • Épaisseur optique des aérosols, quotidienne : VIIRS NOAA-20 Deep Blue AOD, NASA LANCE · 13 oct. 2026
  • Couleurs naturelles : réflectance corrigée VIIRS NOAA-20, NASA LANCE · 13 oct. 2026
  • Dioxyde d'azote, colonne de basse atmosphère : OMI Aura, NASA GES DISC · 10 oct. 2026
  • Type de couverture terrestre (IGBP), annuel : MODIS Terra and Aqua land cover (MCD12Q1), NASA LP DAAC · 2024

04Données

Ce que consomme la méthode.

Datasets and records used by complex systèmes and agent-based modelling on this platform, with the role each plays and the label its values carry. Sources are listed in le registre des sources.

DonnéesRôleÉtiquette
Social contact surveysMixing matrices by age and settingOBSERVÉ
Aggregated mobility data from transport and telecommunicationsMovement between placesESTIMÉ
Hospital transfer recordsReferral network structureDÉCLARÉ
Facility dependency inventoriesBuffers and failure thresholdsStatistiques publiées
05Simulateur

Stocks, flux, délais et un seuil de basculement.

Deux stocks, la pression et la capacité d'adaptation, reliés par une boucle de croissance renforçante, une réponse d'équilibrage retardée et des dommages lorsque la pression dépasse la capacité ; au-delà du seuil, le système peut basculer. Modèle pédagogique avec des valeurs illustratives déclarées, pas une prédiction. La carte de cette page montre l'Afrique ; le modèle lui-même n'est lié à aucun lieu.

Commandes

Croissance de la pression
6,0 % par an
Efficacité de la capacité à réduire la pression
4,0 % par an
Réponse de l'investissement à la pression perçue
20%
Délai de perception
4.0 ans
Seuil de basculement de la pression
60 index
Amplification au-delà du seuil
2,0 fois
Années simulées
50 ans

Relevés

Pression maximale
113 index
Capacité à la fin
Indice 186
Années au-dessus du seuil
15,8 ans
Chiffres, méthodes et sources
AnnéePressionCapacitéPerçu
020.050.020.0
423.344.921.2
827.242.224.0
1231.742.327.7
1636.845.532.2
2042.351.537.2
2447.960.342.6
2853.271.348.0
3257.884.353.1
3666.498.458.4
4082.7115.969.7
4497.8139.783.8
48109.1169.497.3

Méthodes

  1. Dynamique des systèmes Forrester (1961), Industrial Dynamics, MIT Press; Sterman (2000), Business Dynamics
  2. Transitions critiques et points de bascule Scheffer and others (2009), Early-warning signals for critical transitions, Nature 461
  3. Diagramme de boucles causales Sterman (2000), Business Dynamics, McGraw-Hill
  4. Éventail d'incertitude (Monte Carlo sur les paramètres) Spiegelhalter, Pearson et Short (2011), Visualising uncertainty about the future, Science 333
  5. Sensibilité un facteur à la fois (tornade) Saltelli and others (2008), Global Sensitivity Analysis: The Primer, Wiley

Données

No observed data enters this model: it runs on the teaching values set by the controls, to be replaced with a programme’s own evidence.

Stocks, flux, retards et seuil de bascule. Modèle pédagogique illustratif : il fonctionne avec les valeurs fixées par les commandes, et non avec des données mesurées. Méthodes : dynamique des systèmes (Forrester (1961), Industrial Dynamics, MIT Press ; Sterman (2000), Business Dynamics) ; transitions critiques et points de bascule (Scheffer et al. (2009), Early-warning signals for critical transitions, Nature 461) ; diagramme de boucles causales (Sterman (2000), Business Dynamics, McGraw-Hill).

Sur les six piliers, sous la conduite de Nexus Consortium

06Validation

Comment les résultats sont vérifiés.

Models are evaluated by matching multiple stylised facts and patterns at different scales. Sensitivity and robustness analysis test dependence on assumptions.

VérifierComment c'est fait
Pattern-oriented validationModels must reproduce several observed patterns at different scales, not a single curve
Mondial analyse de sensibilitéThe parameters that drive most of the outcome range are identified and reported
Structural alternativesResults are compared with simpler or differently structured models before conclusions are drawn

Many plausible models can reproduce the same patterns. Calibration and validation data are often limited.

07Simulateur de jumeau et de cascade

Model complex systems modelling for health as a system. Run the cascade.

Assembled from the Nexus Standards area profile Sécurité sanitaire et Une seule santé: the hazards it names, the systèmes and sectors that carry the loss, the controls that dampen it and the data that observe it. Choose the components, pick an initiating hazard and step through the cascade. The Map view places the run on an example geography with open data. Every coupling weight is a stated assumption you can change. A teaching model, not a forecast, an assessment or a certification. To model a place of your own choosing, open the full Constructeur de systèmes.

Aléas

Commandes

  • NS-0 Constitution et principes
  • NS-3 UNI des enregistrements de risque (grammaire, table de correspondance héritée, autorité d'attribution)
  • NS-9 UNI contextuels (déploiements, instances, instances de programme)
  • NS-10 Politiques et clauses (obligations lisibles par machine : définition, caractère contraignant, évaluation et application)
  • NS-11 Vérification et suivi (éléments probants, attestations, observation de la conformité zero trust)
  • NRS-H83 Famille d'aléas : défaillance de la capacité du système de santé (NHS-1 health.system)
  • NRS-H42 Famille d'aléas : infections humaines rares et persistantes (NHS-1 health.other-human)
  • NRS-H41 Famille d'aléas : débordement de l'animal à l'humain (NHS-1 health.zoonotic)
  • NRS-H43 Famille d'aléas : épizooties du bétail et de l'aquaculture (NHS-1 health.animal-health)
  • NRS-D3 Réponse humanitaire et relèvement résilient
  • NRS-H46 Famille d'aléas : atteintes environnementales et liées aux produits pour les personnes (NHS-1 health.harm)

Observation

  • WHO Disease Outbreak News (listed for reference)
  • WAHIS animal health events (listed for reference)
  • WorldPop gridded population (listed for reference)
  • Règlement sanitaire international capacity and health emergency preparedness
  • Percentage of bloodstream infections due to selected antimicrobial-resistant organisms

Géographie d'exemple

  • West Africa: 59 hexagonal cells
  • Lumières nocturnes de ce soir, pannes (VIIRS Day/Night Band), NASA GIBS
  • Eaux de surface à travers les nuages, 30 m (radar OPERA DSWx-S1), NASA GIBS
  • Intensité des précipitations, dernière demi-heure (IMERG), NASA GIBS
09Signature sectorielle

The sector signature of complex systems modelling for health.

The sectors complex systèmes modelling for health touches and how strongly they depend on each other: what a study has to observe and model together.

Choisir des coins · survoler les lignes6 / 15 relations

Signature

La santé et ses partenaires

La santé fournit la main-d'œuvre d'exploitation aux infrastructures (0,3), la main-d'œuvre agricole à l'alimentation (0,3) et le personnel des services publics à l'eau (0,2).

W · E · I · F · H · B

Secteurs
4 sur 6
Relations
6 sur 15
Couplage
0.42 part du total

Relations les plus fortes en jeu

  • Eau → Alimentation · irrigation0.8
  • Alimentation → Santé · nutrition0.7
  • Infrastructures → Eau · canalisations, barrages et stations de traitement0.6
  • Eau → Santé · eau potable et assainissement0.7
Valeurs pédagogiques pour une ville-région type, pas des mesures pour un lieu. Le couplage est la somme des intensités des relations en jeu, en part des quinze.
10Intendance

Qui tient à jour la méthode.

Science des systèmes et modélisation stewards complex systèmes and agent-based modelling for the Consortium and reviews how it is applied across platforms.

11Méthodes et preuves

How complex systems modelling for health is modelled, measured and tested.

Le modèle, ses hypothèses, ses données et son incertitude, sous la forme qu'un scientifique ou un ingénieur vérifierait. Les structures suivent des méthodes publiées. Les valeurs représentées sont illustratives, ce ne sont pas des résultats.

Modèle, équations et hypothèses

The model structure used for complex systems modelling for health, the assumptions it makes and how each is tested.

Risque de l'élément iRi = f(Hi, Ei, Vi, Ci)aléa, exposition, vulnérabilité et capacité à faire face
Perte annuelle attendueEAL = ∑k pk · Lksur les événements k de probabilité annuelle pk
Systèmes couplésxt+1 = A xt + B ut + εtA carries the couplings, u the shock, ε the error
HypothèsePourquoi il est réaliséComment il est testé
Aléa et exposition sont indépendants au sein d'un événementGarde l'intégrale des pertes calculableComparer avec un ajustement de copule sur des relevés conjoints
Les couplages sont linéaires près du point de fonctionnementLaisse les chocs se propager à travers APerturber au-delà de la plage linéaire et comparer
Les courbes de vulnérabilité se transposent d'un lieu à l'autreLes courbes locales sont rarement disponiblesValider par rapport aux pertes observées lorsqu'elles existent
Entrées
jeux de données versionnés avec provenance
Productions
des distributions, jamais des nombres isolés
Code
publié avec la fiche de modèle et les tests
Reproduction
mêmes données, code, environnement et graine
Formulations standard du risque et de l'espace d'états ; les hypothèses énumérées sont typiques de la méthode, énoncées pour examen, et non des résultats.
Principes directeurs FAIR · GO FAIR et FORCE11W3C PROV · World Wide Web ConsortiumOrientations sur le traitement cohérent des incertitudes · GIECCEOS Analysis Ready Data · Comité sur les satellites d'observation de la Terre
13Questions

Questions et réponses.

What are the limits of complex systems and agent-based modelling in this field?
Many plausible models can reproduce the same patterns. Calibration and validation data are often limited.
Comment les résultats sont-ils vérifiés ?
Models are evaluated by matching multiple stylised facts and patterns at different scales. Sensitivity and robustness analysis test dependence on assumptions.
Les valeurs de cette page sont-elles réelles ?
The data names, roles and checks are real descriptions of practice. The canvas shows a design of the method’s use, not a run; no result is reported here.
Où d'autre cette méthode est-elle appliquée ?
Le page canonique de la méthode liste toutes les plateformes qui l'appliquent.
RapportsContribuer

Apportez des éléments de preuve depuis cette page.

Rapports is the Consortium’s quarterly publication. What you know about this subject can become evidence, a case or a correction in the next edition, credited to you and published under CC BY 4.0 where it is your own work.

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