武漢市醫(yī)療設(shè)施空間格局分析

（新疆師范大學(xué) 地理科學(xué)與旅游學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830001）

武漢市醫(yī)療設(shè)施空間格局分析

武艷青，權(quán)曉燕

（新疆師范大學(xué) 地理科學(xué)與旅游學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830001）

基于麻點(diǎn)圖原理，通過(guò)C語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)地圖信息的自動(dòng)提取，為研究較大尺度公共服務(wù)設(shè)施的空間格局和相關(guān)問(wèn)題提供了更為便捷的方法。本研究提取武漢市醫(yī)療設(shè)施點(diǎn)樣本數(shù)據(jù)，利用Arcgis軟件，從點(diǎn)和面的視角對(duì)其空間分布和空間關(guān)聯(lián)進(jìn)行分析。核密度分析結(jié)果表現(xiàn)出武漢市醫(yī)療設(shè)施“一核獨(dú)大，零星分布”的空間分布格局，圈層式空間結(jié)構(gòu)特征明顯。空間自相關(guān)分析結(jié)果表明隨著距離的增加行政單元之間的醫(yī)療設(shè)施關(guān)聯(lián)性相繼減弱。通過(guò)距離權(quán)重的不斷增加，可反映武漢市外圍城區(qū)醫(yī)療設(shè)施相對(duì)缺乏的地方。

自動(dòng)提取；空間分布；空間關(guān)聯(lián)；醫(yī)療設(shè)施；武漢市

一、引言

國(guó)家“十二五”規(guī)劃綱要提出，要建立健全基本公用服務(wù)體系，在“以人為本，服務(wù)為先”原則下，推進(jìn)基本公共服務(wù)均等化目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)?；竟卜?wù)涉及公共教育、就業(yè)服務(wù)、社會(huì)保障、醫(yī)療衛(wèi)生等9個(gè)方面。醫(yī)療衛(wèi)生均等化作為公共服務(wù)均等化的內(nèi)容之一，是保證城市功能正常有序運(yùn)行的重要組成部分。

我國(guó)地理學(xué)工作者從空間視角對(duì)公共服務(wù)均等化的實(shí)現(xiàn)途徑展開(kāi)了廣泛討論。研究?jī)?nèi)容大致可概括為公共服務(wù)設(shè)施的空間（分布）格局及差異性分析[1]和公共服務(wù)設(shè)施可達(dá)性分析[2]。關(guān)于城市醫(yī)療機(jī)構(gòu)空間布局方面的理論和實(shí)證研究也越來(lái)越多。其中，有關(guān)醫(yī)療機(jī)構(gòu)空間可達(dá)性的分析構(gòu)成了該類(lèi)研究的主要類(lèi)型[3]。其數(shù)據(jù)來(lái)源大多從統(tǒng)計(jì)年鑒或相關(guān)政府資料中獲取，并根據(jù)地圖軟件（Google，百度）進(jìn)行定位，研究對(duì)象以醫(yī)院、衛(wèi)生院為主，樣本對(duì)象較少，且研究范圍大多以縣域單元或者地級(jí)市單元為主。本研究采取了數(shù)據(jù)的自動(dòng)提取方式，一方面擴(kuò)充了數(shù)據(jù)內(nèi)容，增添了小型診所、專(zhuān)科醫(yī)療機(jī)構(gòu)和藥店等一些以傳統(tǒng)手段較難收集的數(shù)據(jù)類(lèi)型，研究?jī)?nèi)容更為全面；另一方面在較大地理尺度上具有可操作性。

對(duì)既有設(shè)施空間布局進(jìn)行評(píng)價(jià)是設(shè)施區(qū)位研究的主要方向，同時(shí)也為設(shè)施優(yōu)化配置提供了理論依據(jù)[4]。本研究以武漢市為研究對(duì)象，武漢市這樣一個(gè)快速發(fā)展的城市，其主城區(qū)與外圍城市的差距，其擴(kuò)散性邊緣地區(qū)與高度集聚的中心城區(qū)之間必然存在嚴(yán)重的不對(duì)稱(chēng)現(xiàn)象，對(duì)于研究較大地理尺度下的城鄉(xiāng)醫(yī)療均等化問(wèn)題具有典型性。

基于點(diǎn)數(shù)據(jù)分析方法，本文運(yùn)用Arcgis 10和Geoda軟件，首先分析了武漢市醫(yī)療設(shè)施空間格局。在此基礎(chǔ)上，基于各數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法，以鄉(xiāng)/鎮(zhèn)/街道為研究單元分析武漢市醫(yī)療設(shè)施空間關(guān)聯(lián)特征。

二、數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

1、數(shù)據(jù)來(lái)源

本研究數(shù)據(jù)來(lái)源于百度地圖興趣點(diǎn)提取，根據(jù)麻點(diǎn)圖原理進(jìn)行提取，通過(guò)每一個(gè)切片行列號(hào)獲取對(duì)應(yīng)位置的JSON文件，然后根據(jù)興趣點(diǎn)ID請(qǐng)求詳細(xì)信息，并提取百度坐標(biāo)、醫(yī)院名稱(chēng)等相關(guān)信息。以2014Baidu-GS（2012）6003號(hào)為提取源，比例尺選取1∶20米，提取武漢市行政范圍內(nèi)醫(yī)療點(diǎn)（醫(yī)院、衛(wèi)生所、診所、藥店）樣本共計(jì)3083個(gè)。通過(guò)合并①、刪除重復(fù)值，并通過(guò)武漢市醫(yī)院名錄進(jìn)行比對(duì)，最終獲得有效醫(yī)療點(diǎn)2834個(gè)。選取武漢市shapfile文件為底圖，以街道為單位。

2、研究方法

核密度估計(jì)法（Kernel DensityEstimation）認(rèn)為地理事件可以發(fā)生在空間的任何位置上，但是在不同的位置上的概率不一樣。點(diǎn)密集的區(qū)域事件發(fā)生的概率高，點(diǎn)稀疏的區(qū)域事件發(fā)生的概率低[5]。

根據(jù)概率理論，核密度估計(jì)的定義為：設(shè)定集X1，…，Xn是當(dāng)作從分布密度函數(shù)為f的總體中抽取的樣本，估計(jì)f在某點(diǎn)x處的f（x）。通常是Rosenblatt-Parzen核估計(jì)：

式中：k（）稱(chēng)為核函數(shù)；h＞0為帶寬；（x-Xi）表示估值點(diǎn)x到事件Xi處的距離。

空間自相關(guān)（spatial auto-correlation）是指地理事物分布于不同空間位置的某一屬性值之間的統(tǒng)計(jì)相關(guān)性，通常距離越近的兩值之間相關(guān)性越大，分為全局空間自相關(guān)和局域空間自相關(guān)，用于鑒別空間自相關(guān)的統(tǒng)計(jì)量包括：Moran’s Ⅰ，Geary’s C，LISA，G等。本研究選取Moran’s Ι和LISA統(tǒng)計(jì)量分別解釋武漢市醫(yī)療點(diǎn)全局和局域空間自相關(guān)特征。其中：全局空間自相關(guān)側(cè)重于分析空間對(duì)象的屬性值在整個(gè)區(qū)域內(nèi)的空間分布狀態(tài)及模式，Moran’s Ⅰ統(tǒng)計(jì)量能夠反應(yīng)空間鄰接或鄰近區(qū)域單元屬性值的相似程度，是目前應(yīng)用最廣泛的統(tǒng)計(jì)量，計(jì)算公式如下：

表1 武漢市各行政區(qū)醫(yī)療設(shè)施分布特征

圖1 武漢市醫(yī)療設(shè)施空間分布及核密度特征

式中：Xi代表第i個(gè)空間單元上的觀測(cè)值；Wij為空間權(quán)重矩陣W的相應(yīng)元素；n表示武漢市的61個(gè)研究單元。Moran’s Ⅰ統(tǒng)計(jì)量取值處于-1和1之間，絕對(duì)值越大表示空間相關(guān)性越強(qiáng)。

局域空間自相關(guān)通過(guò)比較觀測(cè)值和相鄰值與全局的關(guān)系，能更準(zhǔn)確地把握局部空間要素的集聚與分異特征，因?yàn)槿挚臻g自相關(guān)的檢驗(yàn)前提是區(qū)域均質(zhì)性假設(shè)。然而，現(xiàn)實(shí)中異質(zhì)性更為常見(jiàn)，也就是說(shuō)，全局上高度自相關(guān)并不代表著局部也高度相關(guān)。本研究以LISA（Local Indicator of Spatial Association）統(tǒng)計(jì)量解釋武漢市醫(yī)療點(diǎn)局域空間自相關(guān)情況，計(jì)算公式如下：

式中：wij為空間權(quán)重矩陣的標(biāo)準(zhǔn)化形式；Ii正值表示該空間單元與鄰近單元的屬性值相似；Ii負(fù)值表示該空間單元與鄰近單元的屬性值相異。在隨機(jī)分布假設(shè)下，局域Moran’s Ⅰ系數(shù)以標(biāo)準(zhǔn)化形式檢驗(yàn)其顯著性水平。

表2 全局空間自相關(guān)統(tǒng)計(jì)量結(jié)果

圖2 醫(yī)療設(shè)施的Moran散點(diǎn)圖和LISA圖

三、武漢市醫(yī)療設(shè)施空間分布特征

1、醫(yī)療設(shè)施類(lèi)型及分布特征

本研究將醫(yī)療設(shè)施類(lèi)型分為四級(jí)。其中，一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)醫(yī)院按照我國(guó)《醫(yī)院分級(jí)管理標(biāo)準(zhǔn)》劃分：一級(jí)醫(yī)院主要包括衛(wèi)生所、診所和資質(zhì)為一級(jí)的地方醫(yī)院；二級(jí)和三級(jí)醫(yī)院根據(jù)網(wǎng)絡(luò)信息核對(duì)予以標(biāo)注，其官方網(wǎng)站未明確標(biāo)注醫(yī)院等級(jí)的則根據(jù)《醫(yī)院分級(jí)管理標(biāo)準(zhǔn)》中的要求予以劃分；另一等級(jí)則為藥店。武漢市各行政區(qū)醫(yī)療設(shè)施類(lèi)型的點(diǎn)個(gè)數(shù)及密度分布情況，如表1所示。其中，以江岸區(qū)、江漢區(qū)和武昌區(qū)密度值最高，初步呈現(xiàn)沿長(zhǎng)江兩岸的集中分布特征。

利用Arcgis 10.0平均中心與方向性分布分析工具（標(biāo)準(zhǔn)差橢圓），計(jì)算武漢市醫(yī)療設(shè)施空間分布中心與分布的方向特征。平均中心是所有醫(yī)療設(shè)施的平均X、Y坐標(biāo)。標(biāo)準(zhǔn)差橢圓既可以反映要素空間分布中心，又能識(shí)別分布方向趨勢(shì)，橢圓長(zhǎng)軸為空間分布點(diǎn)位最多的方向，短軸為分布最少的方向。

如圖1a所示，標(biāo)準(zhǔn)差橢圓之內(nèi)的樣本數(shù)為2064個(gè)，占總樣本數(shù)的72.8%，醫(yī)療設(shè)施明顯集中于武漢市主城區(qū)，分布中心為東經(jīng)114.319°、北緯30.600°；標(biāo)準(zhǔn)差橢圓長(zhǎng)軸呈東北—西南態(tài)勢(shì)，反映了武漢市醫(yī)療設(shè)施空間發(fā)展在該方向上的延展趨勢(shì)比其他方向更加明顯。醫(yī)院與藥店的分布中心與標(biāo)準(zhǔn)差橢圓略有移動(dòng)，但分布中心所在行政單元與橢圓長(zhǎng)軸方向并未變化。

2、醫(yī)療設(shè)施空間集散特征

核密度分析是根據(jù)單位面積內(nèi)點(diǎn)的密度來(lái)估計(jì)樣本點(diǎn)周?chē)拿芏炔a(chǎn)生一個(gè)光滑的表面[6]。它對(duì)單位面積的事件數(shù)量在空間上的變化有比較清楚的描述。本研究利用Arcgis核密度分析工具，以自然間斷點(diǎn)分級(jí)法為分類(lèi)依據(jù)，分別對(duì)武漢市醫(yī)療設(shè)施、醫(yī)院和藥店的點(diǎn)樣本做核密度分析（見(jiàn)圖1）。武漢市醫(yī)療設(shè)施分布與密度分布總體一致，呈現(xiàn)“一核獨(dú)大，零星分布”的空間分布格局，圈層式空間結(jié)構(gòu)特征明顯。醫(yī)療設(shè)施集聚范圍（見(jiàn)圖1b）涉及長(zhǎng)江以北（下簡(jiǎn)稱(chēng)江北）的江漢區(qū)、江岸區(qū)和漢陽(yáng)區(qū)，長(zhǎng)江以南（下簡(jiǎn)稱(chēng)江南）的武昌區(qū)略有集聚；醫(yī)院的空間集聚特征表現(xiàn)為江北地區(qū)（江岸區(qū)和江漢區(qū)）與江南地區(qū)（武昌區(qū)）的雙核心空間格局（見(jiàn)圖1c）；藥店的集聚范圍涉及江北的江漢區(qū)和江岸區(qū)（見(jiàn)圖1d）。在主城區(qū)范圍內(nèi)，整體呈現(xiàn)出以核心集聚地區(qū)向外擴(kuò)散的圈層式空間結(jié)構(gòu)。同時(shí)，武漢市六個(gè)外圍城區(qū)都存在自身的醫(yī)療設(shè)施集聚中心。大體上形成了“1+6”的中心—外圍醫(yī)療設(shè)施空間格局。

四、武漢市醫(yī)療設(shè)施空間關(guān)聯(lián)特征

1、全局自相關(guān)分析

空間權(quán)重矩陣的選取是空間分析中最困難和最具爭(zhēng)議性的問(wèn)題之一，對(duì)分析結(jié)果有著直接影響。在城市內(nèi)部/城鄉(xiāng)之間，醫(yī)療設(shè)施的數(shù)量往往隨著距離的增加而衰減[7]，因此，本研究采取距離的權(quán)重矩陣并只考慮鄰居關(guān)系，即設(shè)定——門(mén)檻距離d，當(dāng)i和j的距離在d以?xún)?nèi)時(shí)，wij=1，反之wij=0。根據(jù)武漢市東西南北端點(diǎn)經(jīng)緯度，以GeoDa為分析工具，設(shè)定基礎(chǔ)閾值為13.73千米，以基礎(chǔ)閾值的倍數(shù)為步長(zhǎng)依次截取距離權(quán)重矩陣，在此基礎(chǔ)上，計(jì)算Moran’s Ⅰ統(tǒng)計(jì)量，采用隨機(jī)分布檢驗(yàn)。

由表2可知，在一定范圍內(nèi)，Moran’s Ⅰ統(tǒng)計(jì)量（p≤0.05）顯示武漢市醫(yī)療設(shè)施在總體上呈現(xiàn)正自相關(guān)特征，但不同的空間權(quán)重矩陣對(duì)自相關(guān)統(tǒng)計(jì)量的探測(cè)結(jié)果有顯著影響。觀察距離矩陣探測(cè)結(jié)果的變動(dòng)特點(diǎn)可以發(fā)現(xiàn)，隨著距離的增大，正相關(guān)程度逐漸減弱，這充分說(shuō)明武漢市醫(yī)療設(shè)施的分布受地理學(xué)第一定律的支配，即隨著兩點(diǎn)間距離的擴(kuò)大，醫(yī)療設(shè)施的關(guān)聯(lián)性隨之減弱，其空間分布特征由空間集聚演變?yōu)殡S機(jī)分布。當(dāng)相關(guān)距離超過(guò)41.19千米（3倍基礎(chǔ)閾值）后，Moran’s Ⅰ統(tǒng)計(jì)量表現(xiàn)出不穩(wěn)定性，在54.92千米（4倍基礎(chǔ)閾值）上并沒(méi)有表現(xiàn)出顯著性，在68.65千米（5倍基礎(chǔ)閾值）之后出現(xiàn)微弱的負(fù)相關(guān)性，但其絕對(duì)值接近于0，仍可視為隨機(jī)分布。由此可判定，醫(yī)療設(shè)施的自相關(guān)范圍閾值約為68.65千米（5倍基礎(chǔ)閾值），但隨著距離遞增，醫(yī)療設(shè)施愈加分散。

2、局部自相關(guān)分析

Moran散點(diǎn)圖可以定性表達(dá)空間單元與周?chē)鷨卧g的關(guān)聯(lián)形式，其橫坐標(biāo)為醫(yī)療設(shè)施樣點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化值，縱坐標(biāo)為由空間權(quán)重矩陣決定的相鄰樣點(diǎn)的滯后值（平均值）。在以基礎(chǔ)閾值為空間權(quán)重矩陣的散點(diǎn)圖中（見(jiàn)圖2），絕大部分樣點(diǎn)分布在第一和第三象限，說(shuō)明武漢市醫(yī)療設(shè)施呈現(xiàn)較強(qiáng)的局部空間集聚特征，即醫(yī)療設(shè)施較多的地區(qū)與較多的地區(qū)相鄰，醫(yī)療設(shè)施較少的地區(qū)周?chē)尼t(yī)療設(shè)施也較少。并且以第三象限樣本數(shù)最多，說(shuō)明武漢市醫(yī)療設(shè)施呈現(xiàn)以低——低狀態(tài)的均質(zhì)性分布為主，進(jìn)一步驗(yàn)證了核密度分析的結(jié)論，即醫(yī)療設(shè)施的高值均質(zhì)性存在集聚特征。在少許局部地區(qū)，同時(shí)也存在低——高、高——低的異質(zhì)性區(qū)域。

這種集聚和異質(zhì)性特征在圖中可以得到更直觀的表現(xiàn)。從武漢市醫(yī)療設(shè)施LISA聚類(lèi)圖可看出，隨著距離的增加，醫(yī)療設(shè)施局部自相關(guān)表現(xiàn)出從均質(zhì)向異質(zhì)的變化過(guò)程，即從高值集聚向低值分散的變化。在5倍基礎(chǔ)閾值（68.65千米）之后，外圍城區(qū)醫(yī)療設(shè)施的集聚特征明顯。其中黃陂區(qū)前川街道、新洲區(qū)陽(yáng)邏街道和邾城街道，蔡甸區(qū)的蔡甸鄉(xiāng)，江夏區(qū)的紙坊街道為外圍城區(qū)的高值地區(qū)。隨著距離的增加，在10倍基礎(chǔ)閾值范圍上，蔡甸區(qū)的永安街道，江夏區(qū)的安山鎮(zhèn)、舒安鄉(xiāng)和豹澥鎮(zhèn)，黃陂區(qū)的李家集街道、羅漢寺街道、木蘭鄉(xiāng)和蔡家榨街道呈現(xiàn)低值被高值包圍的離群狀態(tài)，表明這些地方的醫(yī)療設(shè)施相對(duì)缺乏。

五、結(jié)論

本研究從點(diǎn)和面的視角探索了武漢市醫(yī)療設(shè)施的空間分布格局，通過(guò)核密度分析和空間自相關(guān)分析，其表現(xiàn)出以下特征。

第一，基于“點(diǎn)”視角的空間分布特征表現(xiàn)為“1+6”的中心——外圍圈層式空間格局。從行政單元來(lái)看，武漢市醫(yī)療設(shè)施集中分布于武漢市主城區(qū)，其中江岸區(qū)醫(yī)療設(shè)施密度相對(duì)較高，東北——西南方向上的延展趨勢(shì)比其他方向更為明顯。核密度分析結(jié)果表現(xiàn)出武漢市醫(yī)療設(shè)施“一核獨(dú)大，零星分布”的空間分布格局，圈層式空間結(jié)構(gòu)特征明顯，其中醫(yī)院的空間集聚特征表現(xiàn)為雙核心空間格局。

第二，基于“面”視角的空間分布特征表明，隨著距離的增加行政單元之間的醫(yī)療設(shè)施關(guān)聯(lián)性相繼減弱?？臻g全局自相關(guān)結(jié)果一方面佐證了核密度分析的樣本集散特征，另一方面更為直觀地描述了隨距離增加，武漢市各行政單元之間醫(yī)療設(shè)施的聚散過(guò)程。局部自相關(guān)結(jié)果表明隨著距離的增加，主城區(qū)醫(yī)療設(shè)施的核心集聚效應(yīng)減弱，各外圍城區(qū)醫(yī)療設(shè)施的中心性突出。通過(guò)距離權(quán)重的不斷增加，可反映武漢市外圍城區(qū)醫(yī)療設(shè)施相對(duì)缺乏的地方，對(duì)解決醫(yī)療設(shè)施空間配置等問(wèn)題提供了依據(jù)。

注釋

① 提取結(jié)果會(huì)出現(xiàn)同一單位不同科室的重復(fù)現(xiàn)實(shí)。如黃陂區(qū)人民醫(yī)院，其門(mén)診部和住院部在提取結(jié)果中分屬兩個(gè)點(diǎn)樣本，因此將其合并。

[1] 高軍波、周春山、王義民、江海燕：轉(zhuǎn)型時(shí)期廣州城市公共服務(wù)設(shè)施空間分析[J].地理研究，2011，30（3）.

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（責(zé)任編輯：胡冬梅）