基于GIS 的吉林市主城區醫療設施空間布局研究

張伊博，王 璨，趙芳興

（1.長春市規劃編制研究中心，吉林 長春 130000；2.華僑大學 建筑學院，福建 廈門 361000；3.長春市兒童醫院，吉林 長春 130000）

目前我國針對醫療設施布局的研究框架基本完善，相關研究集中于重點特征分析，空間合理化測度與規劃編制研究等方面[1-2]，其中主要運用GIS 技術對空間維度進行分析[3-7]。總體來說，研究評價目標對象選取呈現以大城市和貧困縣市為主的分化現象，且評價重點多聚焦醫療政策和體系保障等方面，對空間層面的分析亟待進一步豐富。

與省會城市相比，東北地區諸多地級市對于醫療設施的探索仍需豐富，且在近年疫情防控大環境下，中小城市會面對更為嚴峻的醫療資源短缺問題，因此本文選取吉林市作為研究對象，采集互聯網多源數據，基于GIS 中的核密度估計法及標準差橢圓法，對吉林市主城區醫療設施空間布局進行評估，并提出相關策略與優化建議，以期為吉林市及東北地區其他城市醫療設施空間格局優化提供參考。

1 研究準備

1.1 研究對象

1.1.1 研究范圍

吉林市地處吉林省中部，位于長白山區向松嫩平原過渡地帶，是省內重要交通樞紐。吉林市《2020年國民經濟和社會發展統計公報》顯示，全市下轄四區一縣，代管4 個縣級市，總面積27 120 km2，戶籍人口404.7 萬，城鎮化率53%。本研究選取吉林市昌邑區、船營區、龍潭區、豐滿區4 個市轄區下轄的行政街道及周邊鄰近鄉鎮作為研究范圍，總面積2 017.7 km2。研究對象為范圍內4 個層級的醫療設施，按照行政服務層級劃分為：三級醫院、二級醫院、一級醫院和社區衛生服務中心及鄉衛生院、社區衛生服務站和村衛生所。

1.1.2 研究區數據來源

本研究使用到的數據包括城市地理信息數據和醫療設施數據。城市地理信息數據來自中華人民共和國民政部全國城市區劃信息查詢平臺、吉林市政府網站等，獲取Shapefile格式面域數據，包含名稱、地理位置等信息；醫療設施所涉及的醫療機構點數據運用API 控制臺獲取，主要來源高德地圖POI 點。將兩類數據整合后，在ArcGIS中構建信息數據庫。

1.1.3 研究區數據整理

運用網絡數據采集技術在高德地圖API 控制臺共采集吉林市醫療設施興趣點（POI）1 508個，剔除寵物、監獄醫院等非病理性居民日常就醫機構和私人所屬形式就醫設施，參照吉林市政府公開數據及相關衛生統計網站顯示的醫療機構數據進行比對與更正。共獲取三級醫院8家、二級醫院27家、一級醫院及社區衛生服務中心和鄉鎮衛生院48家、社區衛生站和村衛生室94家，共計177家（圖1），其相關屬性數據獲取于對應醫院網站及相關網站[8]。

圖1 各層級醫療設施空間分布圖

1.2 研究思路與方法

1.2.1 網絡數據采集法

基于高德地圖API 控制臺中的開源軟件AMap-POI，獲取高德地圖吉林市主城區醫療設施興趣點（point of interest，POI）。POI 點具有豐富的信息儲量和樣本數量，包含名稱、空間地理位置、類別等屬性信息，與城市的空間布局緊密相關[9]。基于網絡采集法獲取POI數據能夠對吉林市各類醫療設施進行信息統計、位置定位和表達，從而更高效地利用ArcGIS軟件開展分析。

1.2.2 核密度估計法

核密度估計法可根據點要素的分布，計算區域內的點數據密度分布狀況和空間聚集情況，包括集聚的位置、形狀和大小，并產生連續的柵格圖形，計算公式為：

式中，F(x)為空間位置x處的核密度函數；mi為獨立分布F的n個樣本點；k為空間權重函數，具體的選擇對分析結果影響較小；h為距離衰減閾值，是一個超參數，h參數通過影響核密度函數中自變量的取值控制每個樣本的相對權重，其設置主要與分析尺度以及地理現象的特點有關聯；n為與位置x的距離小于或等于h的要素點數。通過綜合考慮各等級醫療設施平均影響范圍及其空間分布的離散程度，選擇不同距離閾值展開分析，進而識別醫療設施分布局部熱點信息，同時反映其整體分布的空間特征[10]。

1.2.3 標準差橢圓分析法

標準差橢圓分析法以中心、長軸、短軸和方位角為參數定量比表現數據在空間分布整體特征及時空變化，借助標準差橢圓法，實現對醫療設施在空間上的多維度分析[11]，計算公式為：

式（2）、（3）中，SDEx、SDEy為變形橢圓的圓形；xi和yi為要素點的經度和緯度，xˉ、yˉ為平均距離；n為要素點的總量。

2 分析與結果

2.1 核密度估計分析

本研究在進行多次核密度估計分析結果比對后，選擇核密度像元數量為20，距離衰減閾值為500 m，分類方法采用自然間斷點分級法（Jenks）進行可視化處理。

研究范圍內三級醫院共8 家，其中船營區4 家，龍潭區2 家，昌邑區和豐滿區各1 家，整體呈“單中心雙點”形態分布（圖2）。“單中心”大致布局在主城區段的松花江兩岸，昌邑區南部的文廟、南京街道，船營區東南部青島、大東街道，以及豐滿區北部的泰山、江南街道；“雙點”中一點主要分布在新安、湘潭、龍華街道附近，另一點主要分布在鐵東、遵義和承德街道附近。核密度值空間分異較小，分布范圍為0～0.22。在哈達灣、蓮花、高新開發區街道附近及廣大周邊鄉鎮均未產生聚集，未來可以結合現狀條件分析，在合理化范圍內考慮在主城區的外圍區域開展三級醫院規劃與選址工作。

圖2 三級醫院核密度分析圖

研究范圍內二級醫院共27家，其中船營區11家，昌邑區8 家，龍潭區5 家，豐滿區3 家，空間布局呈“一主五副”的形態。其中主要核心區位于昌邑區與船營區交界處，核密度值最高的區域分布在向陽、大東、青島以及南京街道附近，其余密度值較高的五個聚集區位于湘潭、長春路及高新開發區街道西側部分，核密度值為0～1.09，但二級醫院在昌邑區北部，龍潭區南部的通江、延江、興華街道附近未產生聚集，建議在以上區域增加二級醫院配置。

研究范圍內一級醫院及社區衛生服務中心、衛生院共48 家，其中昌邑區23 家，船營區12 家，豐滿區9 家，龍潭區4 家，整體沿穿城而過的松花江呈帶狀分布，核密度值為0～1.91。主城區范圍內一級醫院核密度值均較高，其中密度值最高的區域在吉林東市商貿示范區以及南京街道附近，此外在哈達灣經濟開發區街道及江南、泰山街道周邊形成2 個點狀聚集區。在中心城區外圍散落分布，但在龍潭區泡子沿、山前、新吉林街道等人口密集區并沒有設置一級醫院、社區衛生服務中心及衛生院，建議在以上區域加強一級醫院及社區衛生服務中心建設。

研究范圍內社區衛生站及村衛生室共94 家，其中昌邑區32 家，豐滿區27 家，船營區21 家，龍潭區14 家。整體呈現“一軸多散點”分布，核密度值為0～3.17。其中一軸為貫穿吉林市主城區南北的吉林大街，在該街道兩側分布有較多的社區衛生服務站，其余村衛生所散點分布于主城區外圍的鄉鎮中，這是由于社區級的服務站和村衛生室與行政區劃聯系密切，一般每個村都會配備對應的衛生所，后續可以根據居民就醫需求和人口數據進行適當的增補，以提高基層醫療設施的服務效能。

總體來看，吉林市主城區4 個層級的醫療設施核密度分析結果均具有聚集在主城區中心區的特征，以吉林市火車站為中心的區域核密度值較高，向外依次圍層級式衰減。建議將主城區核心區域的富余高等級醫療設施適當的向外圍遷移，進而保障醫療設施的公平性。

2.2 標準差橢圓分析

本研究在進行標準差橢圓分析并反復比對結果后，選擇第一標準差（68%）作為研究的衡量標準。

三級醫院標準差橢圓整體在吉林市主城區呈現西南-東北的走向，長軸方面西南邊最遠到達船營區臨江和北山街道，東北邊最遠僅到達江北龍潭區的龍潭街道，短軸方面從哈達灣街道向東局子街道分布，整體來看覆蓋范圍小，未能實現吉林市主城區的全部覆蓋，且完全沒有覆蓋到周邊鄉鎮。因此，三級醫院應該積極向城市中心區外圍增設或擴建，從而在整體上實現主城區向外圍鄉鎮的輻射作用。

二級醫院標準差橢圓整體在吉林市主城區呈現南北向分布，長軸方面最北邊到達江北龍潭區的新安和龍潭街道，最南抵達江南豐滿區的高新開發區街道，短軸方面從致和街道向延安街道分布，覆蓋范圍較三級醫院相比更大，但整體依舊呈現中心區聚集，中心區外圍僅存越北鎮、承德街道、泡子沿街道各1 家。因此，亟需建設外圍鄉鎮二級醫院，尤其是豐滿區小白山鄉、前二道鄉、江南鄉，龍潭區江北鎮，船營區歡喜鄉，這些區域并沒有二級醫院，主城區中心區內應對昌邑區通江、蓮花街道一帶予以補充設置二級醫院。

一級醫院及社區服務中心，鄉衛生院標準差橢圓呈現西北-東南走向，長軸西北最遠處至豐滿區泡子沿街道和昌邑區九站街道，東南最遠處到達高新開發區街道與江南鄉、紅旗街道交界處。短軸較窄，大致范圍為致和街道至延江街道。可以發現，一級醫院及社區服務中心、鄉衛生院的標準差橢圓相比三級、二級醫院覆蓋范圍更大，且周邊鄉鎮至少都有1～2 個設施點，分布相對均衡。在中心區范圍呈現極高的聚集性，建議未來能在豐滿區江南片區建設更多社區服務中心。

社區服務站及村衛生室標準差橢圓也呈現西北-東南走向，其中長軸西北最遠處到達九站街道和新北街道交界處，東南最遠抵達豐滿區石井街道，短軸在長春路街道至豐滿區鐵東街道、遵義街道附近一帶。整體來看，社區服務站及村衛生室標準差橢圓覆蓋范圍最廣，面積最大，且中心城區周邊每個鄉鎮也設置多處該級設施。但是在船營區新北街道及龍潭區江北鄉，這些區域僅有1～2 處村衛生室，并不能滿足日益增加的街道人口，未來需在這些區域酌情增加社區服務站及村衛生室。

通過4 個層級醫療設施的標準差橢圓分析發現，吉林市醫療設施地理空間分布并不均衡，多級醫療設施并未在周邊鄉鎮實現設施的合理覆蓋。未來建議將高級別的三級、二級醫院更多規劃在周邊的鄉鎮，而對于中心區，最需解決的是社區服務中心及衛生站設置問題，在滿足中心區人口正增長的同時建立與之匹配的基層醫療設施。

3 結論與展望

醫療設施是城市公共服務設施中的重要一環，在促進城市民生改善和經濟社會改革等方面發揮重要作用。本研究選取吉林市主城區作為研究區域，運用GIS 空間分析中的核密度估計和標準差橢圓法對吉林市主城區中4 個層級醫療設施進行空間布局分析評價。整體而言，吉林市三級醫院、二級醫院作為高層級醫療設施集聚性極強，且大多集中分布在主城區核心區域，在主城區松花江附近覆蓋尤為密集，而在外圍鄉鎮鮮有分布；一級醫院、社區衛生服務中心、衛生院、社區服務站、衛生所等基層醫療設施覆蓋范圍較廣，不僅在城市主城區人口眾多的區域聚集，在廣大主城區邊緣鄉鎮也有所分布，但整體擁有量亟待豐富。2022年初在吉林市爆發的新冠疫情，再次敲響了合理布局城市醫療設施與加強就醫便捷性的警鐘。在就醫便捷程度層面上，建議未來可考慮將主城區富余的三級、二級醫院向周邊鄉鎮轉移，或在外圍鄉鎮區域建立對應分院，使周邊鄉鎮居民在遇到疑難雜癥和應急情況時，降低就醫過程所耗費的時間距離成本。另外還需進一步完善主城區社區衛生服務中心及社區衛生站等基層醫療設施布局，使主城區居民在遇到輕型病癥后能便捷高效地就近問診。此外，將方艙醫院、“紅黃碼”醫院、應急隔離點、流動核酸檢測點等提前納入城市醫療設施專項規劃思考中，有利于城市在面對突發疫情或其他公共衛生事件時更從容應對，進而有效遏制疫情常態化防控下的大規模社區傳播。本文的研究結果可為吉林市與東北其他中小城市在規劃布局醫療設施時提供一定參考價值。