基于GIS的唐山市主城區(qū)醫(yī)療資源空間格局分析

閆超群，劉亞靜

(華北理工大學 礦業(yè)工程學院，河北 唐山 063210)

作為最大的發(fā)展中國家，我國正處于快速發(fā)展的階段，隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人民的收入水平不斷提高，生活條件不斷改善，美好生活需求日益增長，物質(zhì)生活得到極大滿足的同時，對于各項公共服務資源的需求也隨之提高。"十二五"時期國家對于公共服務就提出，要加快建立健全的基本公共服務體系，堅持以人為本，提升城市基本公共服務水平, 著力推動基本公共服務均衡化[1,2]。因此，公共服務設施的空間布局關系著人民的生活質(zhì)量和社會的公平。

基本公共服務包括基礎教育、社會就業(yè)、社會保障、醫(yī)療衛(wèi)生等9個方面。醫(yī)療衛(wèi)生作為公共服務資源之一，對人民健康生活、生命安全有著極大的保障，是保證城市功能正常有序運行的重要組成部分。國外學者對于醫(yī)療資源的研究重點從區(qū)位的選擇與布局模式方面[3,4]轉(zhuǎn)到醫(yī)療資源公平性與可達性方面的研究[5,6]，再逐漸轉(zhuǎn)換到醫(yī)療資源空間分布與空間布局的形成機制方面[7-9]。而我國學者運用數(shù)量測量的方法從醫(yī)院的數(shù)量、就醫(yī)人數(shù)入手對醫(yī)院醫(yī)療資源配置的公平性進行了研究[10-12]，在選址[13]、可達性[14-16]、布局評價[17]等方面也均有研究。2019年底，一場突如其來的新冠疫情讓整個中國陷入了災難之中，各個城市都迅速做出反應，設立定點隔離醫(yī)院，以便充分保證人民群眾的就醫(yī)問題。但在疫情比較嚴重的地區(qū)，依舊出現(xiàn)了一床難求的情況，因此醫(yī)療資源的空間分布在病況發(fā)生時會直接影響到病人救治的時間效率。

基于此，通過 GIS平臺，以唐山市主城區(qū)范圍作為研究區(qū)域，利用GIS空間分析，對其范圍內(nèi)的大小醫(yī)院，包括診所(衛(wèi)生院)、專科醫(yī)院、綜合醫(yī)院進行空間格局分析，探究其空間分布的具體情況，為市民就醫(yī)的便利性提供參考依據(jù)。

1研究區(qū)域與數(shù)據(jù)

1.1 研究區(qū)域選擇

唐山市(117°31′E-119°19′E，38°55′N-40°28′N)位于河北省東部，南臨渤海，北依燕山，毗鄰京津，地處華北與東北通道的咽喉之地。是京津唐工業(yè)基地中心城市，京津冀城市群東北部副中心城市，素有"北方瓷都"之稱。下轄7個市轄區(qū)，3個縣級市，4個縣，4個功能區(qū)。東西長約130 km，南北寬約150 km，總面積為13 472 km2。其中，路北區(qū)、路南區(qū)、古冶區(qū)、開平區(qū)、豐南區(qū)以及豐潤區(qū)構成了唐山市的主城區(qū)。該項研究即以唐山市主城區(qū)為研究區(qū)域。圖1所示為研究區(qū)域位置。

圖1 研究區(qū)域位置

1.2 數(shù)據(jù)來源

本研究所涉及的醫(yī)療資源數(shù)據(jù)的獲取方式為網(wǎng)絡調(diào)查，主要來源于高德電子地圖。唐山市主城區(qū)醫(yī)療資源以診所(衛(wèi)生院)、專科醫(yī)院、綜合醫(yī)院為重要組成部分，共計收集到診所(衛(wèi)生院)1 192所，專科醫(yī)院140所，綜合醫(yī)院168所。唐山市各區(qū)縣以及主城區(qū)數(shù)據(jù)矢量文件來源于資源環(huán)境數(shù)據(jù)云平臺。

2研究方法

2.1 平均最近鄰

平均最近鄰(Average Nearest Neighbor)是指點與點之間最近距離的均值。通過比較計算最近鄰點對的平均距離與隨機分布模式中最近鄰點對的平均距離，來判斷其空間格局。其可以表示為：

(1)

其中：

(2)

2.2 核密度法

核密度法是在概率論中用來估計未知的一種密度函數(shù)，根據(jù)對已知的醫(yī)療資源數(shù)據(jù)點進行估計，分析要素空間聚集度，通過賦予各醫(yī)療資源要素不同的權重，對空間點位信息進行有效可視化。其公式為：

(3)

2.3 標準差橢圓法

標準差橢圓(Standard deviational ellipse，SDE)法指的是通過構建標準差橢圓，從橢圓的中心、分布范圍、形狀及方向等多個角度分析醫(yī)療資源的空間分布特征。是研究空間點位分布方向和特征的重要方法，也是空間格局分析中的常用方法之一。其公式為：

(4)

(5)

3結果與分析

3.1 醫(yī)療資源的空間集聚分析

研究唐山市主城區(qū)醫(yī)療資源的空間格局，首先需要判斷這些醫(yī)療資源之間的相互關系是怎樣的，這些醫(yī)療資源單體的空間分布究竟是隨機的，是集聚的，還是發(fā)散的。因此，基于GIS空間分析手段，利用ArcGIS軟件，對唐山市主城區(qū)3類醫(yī)療資源：診所(衛(wèi)生院)、專科醫(yī)院、綜合醫(yī)院分別進行平均最近鄰分析，計算其最鄰近比率與Z得分和P值，將最鄰近比率作為唐山市主城區(qū)醫(yī)療資源空間分布集聚程度的依據(jù)，Z得分和P值來檢驗其結果的顯著性。計算結果如表1所示。

表1 唐山市市域醫(yī)療資源空間分布的平均最近鄰參數(shù)

由表1可得，診所(衛(wèi)生院)的最鄰近比率為0.369 6，即DANN<1，則唐山市主城區(qū)范圍內(nèi)的醫(yī)療資源診所(衛(wèi)生院)的空間分布呈現(xiàn)集聚狀態(tài)，并且Z值為-41.635 1，對應P值為0，說明該范圍內(nèi)的診所(衛(wèi)生院)不具有隨機分布狀態(tài)的特征；同理，專科醫(yī)院的最鄰近比率DANN=0.431 1<1，Z值為-12.875 7，P值為0，綜合醫(yī)院的DANN=0.471 3，Z值為-13.108 8，P值也為0，故專科醫(yī)院及綜合醫(yī)院同樣呈現(xiàn)集聚分布的狀態(tài)。

3.2 醫(yī)療資源的空間結構分析

通過對唐山市主城區(qū)醫(yī)療資源進行最鄰近比率DANN的計算，可知在此范圍內(nèi)，3類醫(yī)療資源的空間分布狀況均呈現(xiàn)為集聚狀態(tài)。為了更直觀地觀察每一類醫(yī)療資源集聚的范圍及大小，了解其空間結構，利用核密度法進行醫(yī)療資源集聚狀態(tài)的探測，分別得到主城區(qū)診所(衛(wèi)生院)、專科醫(yī)院、綜合醫(yī)院的核密度分布圖，結果如圖2所示。

圖2 醫(yī)療資源的空間分布情況

總體看來，診所(衛(wèi)生院)、專科醫(yī)院、綜合醫(yī)院的高密度區(qū)均位于路北區(qū)及路南區(qū)偏北區(qū)域，并從高密度區(qū)向外圍的醫(yī)療資源密度圈層依次遞減，其空間格局以城市核心區(qū)集聚為主。對于主城區(qū)的診所(衛(wèi)生院)，除了路北區(qū)一個高密度區(qū)外，在豐潤區(qū)的中心地帶形成了一個較高密度區(qū)，在古冶區(qū)形成了一個較低密度區(qū)；專科醫(yī)院從高密度區(qū)向外功能擴散，在豐潤區(qū)有一個低密度區(qū)，在古冶區(qū)有一個跳躍式的低密度區(qū)；綜合醫(yī)院的密度分布同專科醫(yī)院相似，同樣在古冶區(qū)有一個跳躍式的低密度區(qū)，在豐潤區(qū)有一個較低密度區(qū)。

綜上所述，可以得出，路北區(qū)作為唐山市的政治、經(jīng)濟、文化中心，其轄區(qū)面積雖小，但是諸如唐山市工人醫(yī)院、開灤總醫(yī)院、華北理工大學附屬醫(yī)院等三甲醫(yī)療資源均在其范圍內(nèi)，醫(yī)療資源豐富，居民就醫(yī)便利；而豐南區(qū)作為面積最大的一個區(qū)，人口55.76萬人，其轄內(nèi)專科醫(yī)院11所，綜合醫(yī)院15所，醫(yī)療資源相對不是很理想。

3.3 醫(yī)療資源分布的方向性分析

在實際的空間格局上，醫(yī)療資源的空間分布存在著一定的方向性，即對于每個方向的偏離程度是不同的。影響醫(yī)療資源分布的因素有很多，例如：城市的人口結構，人口密度大的地方對于醫(yī)療資源的需求也相應增大，交通便捷的區(qū)域更適合醫(yī)療資源及時、高效率的特點。此外，還有環(huán)境因素，不同醫(yī)院對于環(huán)境的要求也不盡相同。基于ArcGIS平臺，利用標準差橢圓法研究唐山市主城區(qū)醫(yī)療資源的方向性，計算結果如圖3所示。

圖3 醫(yī)療資源分布的方向性

如圖3所示，藍色標準差橢圓代表診所(衛(wèi)生院)的分布方向，綠色代表專科醫(yī)院，紅色代表綜合醫(yī)院。診所(衛(wèi)生院)、專科醫(yī)院的標準差橢圓呈現(xiàn)出了明顯的"東北-西南"的方向偏離，而綜合醫(yī)院的空間近似圓形。且3類醫(yī)療資源的標準差橢圓分布范圍基本是在路北區(qū)、路南區(qū)、開平區(qū)以及古冶區(qū)、豐潤區(qū)的一部分，很少涉及豐南區(qū)，這與前面其密度分布的結果相對應。專科醫(yī)院、綜合醫(yī)院的空間分布以核心城區(qū)為主要分布范圍，診所(衛(wèi)生院)因其功能有所限制，數(shù)量較多，故其除在核心城區(qū)分布集中之外，在其他區(qū)域分布也較均勻。

4結論

(1)唐山市主城區(qū)3類醫(yī)療資源均呈現(xiàn)出集聚分布的狀態(tài)，表現(xiàn)出很高的聚集性。主城區(qū)作為城市人口的聚居地，對于醫(yī)療資源的需求量大。因此，醫(yī)療資源的集聚狀態(tài)對于居民健康生活提供了很大的便利。

(2)主城區(qū)診所(衛(wèi)生院)、專科醫(yī)院、綜合醫(yī)院的高密度區(qū)均位于路北區(qū)以及路南區(qū)偏北部區(qū)域，即核心城區(qū)地帶。面積最大的豐南區(qū)除診所(衛(wèi)生院)分布較為均勻之外，專科醫(yī)院和綜合醫(yī)院的資源分布很少。

(3)對于醫(yī)療資源的方向偏離性，總體來看3類醫(yī)療資源的標準差橢圓分布范圍是幾乎一致的，綜合醫(yī)院空間分布近似于圓形，診所(衛(wèi)生院)、專科醫(yī)院大致呈現(xiàn)出"東北-西南"方向的離散。這也表明，醫(yī)院的功能的不同，空間分布及其方向也有所不同，綜合能力越強的醫(yī)療資源，能夠服務的人群越廣泛，其區(qū)位的選擇也就有所不同。

(4)主城區(qū)醫(yī)療資源的均衡性需要進行調(diào)整，對于專科醫(yī)院、綜合醫(yī)院這樣功能性較強的醫(yī)療資源，主要分布在核心城區(qū)，其他區(qū)域的醫(yī)療資源還不夠充分。