居民就醫(yī)時空可達性測度及其空間分布特征

陳 杰 薛建華 韓 亮 張憲哲 洪潁偉

(1. 山西大同大學(xué) 建筑與測繪工程學(xué)院, 山西 大同 037009;2. 太原師范學(xué)院, 山西 晉中 030619)

0 引言

隨著我國經(jīng)濟水平的不斷提高,居民對醫(yī)療資源的需求日益增長,但醫(yī)療資源的空間配置仍不均衡,影響著基本公共衛(wèi)生服務(wù)均等化和公平性實現(xiàn)[1-2]。居民的就醫(yī)可達性常常被用來衡量醫(yī)療資源的空間均衡性和居民就醫(yī)的合理性[3-5]。空間可達性是指借助特定的交通系統(tǒng)從空間上從一點到達另一點的難易程度,最早由Hansen(1959)提出,并定義為交通網(wǎng)絡(luò)中各結(jié)點相互作用潛在機會的大小[6]。因此,就醫(yī)可達性可定義為居住人口借助特定的交通系統(tǒng)獲取醫(yī)療服務(wù)的便捷程度[7]。

國內(nèi)外學(xué)者針對可達性已經(jīng)開展了大量的研究,以往研究多借助地理信息系統(tǒng)(geographic information system,GIS)進行測算與空間表達,存在較多問題:①忽視路網(wǎng)的連通性。研究者主要通過傳統(tǒng)的路網(wǎng)數(shù)據(jù)來構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集,易造成因路網(wǎng)數(shù)據(jù)采集詳盡程度不夠,而忽略實際的連通情況[8-9];②時間成本估算的偏差。現(xiàn)階段可達性的研究設(shè)施供給地和居民需求地間的時間常通過路段的等級與設(shè)定速度估算,忽視了實際路況[10-11];③較多研究單元基于街道尺度,難以指導(dǎo)規(guī)劃實施。隨著空間感知及互聯(lián)網(wǎng)移動定位技術(shù)的快速發(fā)展,互聯(lián)網(wǎng)地圖服務(wù)商提供的導(dǎo)航服務(wù)能夠精確位置定位信息,從而更加準確地反映實際交通通行狀況[12-13],通過網(wǎng)絡(luò)編程調(diào)用互聯(lián)網(wǎng)地圖服務(wù)商提供接口,來爬取出行路徑和時間等信息,大大減少了構(gòu)建路網(wǎng)數(shù)據(jù)集工作量,提高了時間可達性計算的精度[14-15]。

本文基于互聯(lián)網(wǎng)地圖服務(wù)的精準路徑導(dǎo)航特征,通過python程序構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)爬蟲,批量獲取了大同市域研究單元(格網(wǎng))分別至各醫(yī)院通行路徑和時間距離;同時,利用GIS軟件計算并生成大同市居民就醫(yī)時間可達性圖;研究的最小基本單元為格網(wǎng),能更為精確分析居民點就醫(yī)可達性的時空分布特征,評價大同市醫(yī)療資源分布的均衡性。

1 研究區(qū)、數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.1 研究區(qū)

本文選取大同市為研究區(qū)域,大同市是山西省省域副中心城市,是重要的綜合能源基地。地處,112°34′～114°33′ E,39°03′～40°44′ N,位于中國華北地區(qū)、山西北部、大同盆地中心、晉冀蒙三省區(qū)交界處、黃土高原東北邊緣。總面積1.4×104km2,共有平城區(qū)、云岡區(qū)、云州區(qū)和新榮區(qū)4個區(qū),截至2020年,常住人口約310萬人。

1.2 數(shù)據(jù)來源

大同市道路等基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)通過公開地圖(Open Street Map)獲取,醫(yī)療服務(wù)設(shè)施選取2020年大同市30所二級和三級醫(yī)院。通過百度地圖應(yīng)用程序接口(application programming interface,API)的地址匹配,并經(jīng)投影變換,得到大同市醫(yī)院分布圖,如圖1所示。經(jīng)行政區(qū)域統(tǒng)計,可以看出60%的二級以上醫(yī)院位于市內(nèi)4個區(qū),有18所,其他各縣的醫(yī)院則較少,均為2所。大同市1 km×1 km人口格網(wǎng)數(shù)據(jù)來源于中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所發(fā)布的中國人口空間分布公里網(wǎng)格數(shù)據(jù)集(2015年),該數(shù)據(jù)利用衛(wèi)星遙感影像、土地利用類型數(shù)據(jù)、人口統(tǒng)計資料等,在高程、地貌等多種空間數(shù)的支撐下生成,如圖2所示。圖1、圖2的審圖號為晉S(2021)005號。

圖1 大同市醫(yī)院分布圖

圖2 大同市格網(wǎng)人口分布

1.3 研究方法

1.3.1出行時間的確定

出行時間的確定是可達性計算與分析的關(guān)鍵,通過python語言構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)爬蟲,調(diào)用地圖API,可批量獲取研究區(qū)范圍研究單元與各醫(yī)院間的不同交通模式下的路徑和時距。由于地圖導(dǎo)航路徑時間源自實際路況的反饋,較傳統(tǒng)基于GIS網(wǎng)絡(luò)分析時速賦值的時間計算更為精確。詳細步驟:①起始點O,提取研究單元格網(wǎng)中心作為起始點坐標;②目標點D,請求訪問百度地圖API接口,爬取醫(yī)院坐標位置作為目標點;③出行路徑與時距,將準備好的對應(yīng)OD矩陣導(dǎo)入GIS軟件,通過設(shè)置出行方式,批量生成所有起始點O至所有目標點D的最優(yōu)交通時距。

1.3.2就醫(yī)可達性測度方法

就醫(yī)可達性可定義為居民通過某種交通方式從各研究單元出發(fā)(起始點)至所有醫(yī)院(目標點)的時間的最小值,測度方法,如式(1)所示。

(1)

式中,Ai為研究單元i到醫(yī)院j的最近可達時間;nj為研究區(qū)內(nèi)醫(yī)院的數(shù)量。

基于百度地圖API爬取的駕駛模式下的OD最佳路徑時間成本,并根據(jù)式(1),計算得到各研究單元至醫(yī)院的最近可達時間。

2 結(jié)果與分析

2.1 居民就醫(yī)時間成本分析

根據(jù)計算數(shù)據(jù),得到大同市所有醫(yī)院與研究單元間的時間可達性數(shù)值。為便于直觀地表達各研究單元至醫(yī)院的可達性的局部差異,以5 min為時間間隔,將景區(qū)可達時間劃分為0～5 min、5～10 min、10～15 min、15～20 min、20～25 min、25～30 min和>30 min 7個時間段,量化統(tǒng)計各時間段在空間上的人口和面積分布頻率和累計頻率,結(jié)果如表1所示。

表1 就醫(yī)可達性分布頻率和累計頻率

從表1中可得出,大同市就醫(yī)時間可達性總體較好。就累計覆蓋人口而言,在15 min以內(nèi)的就醫(yī)可達性為89.6%,30 min以內(nèi)的達到99.4%。各個時間段所占的百分比中0～5 min、5～10 min、10～15 min所占比例較大,就醫(yī)可達性較高;15～20 min、20～25 min、25～30 min所占比例9.8%,就業(yè)可達性適中,30 min以上的約占0.7%,就醫(yī)可達性較低。就累計覆蓋面積而言,在15 min以內(nèi)的就醫(yī)可達性為52.7%,30 min以內(nèi)的達到93.9%。各個時間段所占的百分比中5～10 min、10～15 min、15～20 min所占比例較大,30 min以上約占6.0%。

由分布頻率和累計頻率的趨勢分析可知:就覆蓋面積而言,OD時間成本分布分布頻率集中于中部,兩邊較分散,隨著時間的增長呈現(xiàn)出先快速上升再持平后平緩下降的趨勢;累計頻率先快速上升后逐漸持平,如圖3所示。就覆蓋人口而言,OD時間成本分布分布頻率集中于0～5 min,隨著時間的增長呈現(xiàn)出先快速下降的趨勢;累計頻率先上升后逐漸持平,如圖3所示。

圖3 累計面積和人口比例圖

2.2 就醫(yī)空間可達性分布特征

為分析就醫(yī)可達性空間分布特征差異,根據(jù)前述最近可達時間等級,通過ArcGIS10.8軟件對大同市居民就醫(yī)可達性進行空間分布制圖,如圖4所示，審圖號為晉S(2021)005號。由圖4可以清晰地看出:就醫(yī)可達性低的區(qū)域大多位于大同市區(qū)縣邊界,離醫(yī)院較遠,交通不便,居民出行多靠級別較低的鄉(xiāng)道;可達性高的區(qū)域通常地理位置優(yōu)越,離醫(yī)院距離較近,交通網(wǎng)絡(luò)較為密集,距離主要干道(省道、國道、高速等)較近,從而提高了這些區(qū)域的就醫(yī)可達性。總體上,就醫(yī)空間可達性具有明顯的交通指向性特征,空間分布呈圈層式圍繞醫(yī)院為中心向外圍擴展的趨勢,4個城區(qū)中,由于平城區(qū)、云岡區(qū)擁有較豐富的醫(yī)療資源,且道路設(shè)施完善,交通便利,其就醫(yī)可達性遠高于其他區(qū)縣。

圖4 就醫(yī)可達性分布

3 結(jié)束語

本文綜合運用互聯(lián)網(wǎng)地圖服務(wù)和GIS空間分析功能,基于醫(yī)院、人口及交通等數(shù)據(jù),選取最近可達醫(yī)院時間成本作為居民就醫(yī)可達性的測度指標,探討了大同市就醫(yī)時空可達性及空間分布特征。結(jié)果顯示:

(1)與基于傳統(tǒng)路網(wǎng)數(shù)據(jù)構(gòu)建可達性模型相比,基于互聯(lián)網(wǎng)地圖服務(wù)提供的實際道路通行時間可以更為精確地反映實際通行狀況,可達性評價的結(jié)果更為客觀。

(2)大同市醫(yī)療服務(wù)可達性分布不均衡,各區(qū)縣存在明顯差異,整體呈從中心向外逐漸降低的趨勢。平城區(qū)可達性較好,縣域邊緣可達性較差。

(3)影響大同市醫(yī)院的可達性的因素主要有醫(yī)院的分布、路網(wǎng)結(jié)構(gòu)、醫(yī)院等級等。

此外,本研究僅考慮了以汽車方式抵達醫(yī)院,實際中也存在一部分居民是通過公交等其他方式抵達一些醫(yī)院的情況。同時,在進行就醫(yī)可達性分析時,醫(yī)院的規(guī)模等級也會影響居民的就醫(yī)選擇,影響時間可達性的計算結(jié)果。因此,未來需要結(jié)合設(shè)施的規(guī)模等級和多交通出行方式,更為精準科學(xué)地評價多交通方式下居民就醫(yī)時空可達性。