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(xué) 礦業(yè)工程學(xué)院，河北 唐山 063210)

作為最大的發(fā)展中國(guó)家，我國(guó)正處于快速發(fā)展的階段，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)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(zhǎng)，物質(zhì)生活得到極大滿(mǎn)足的同時(shí)，對(duì)于各項(xiàng)公共服務(wù)資源的需求也隨之提高。"十二五"時(shí)期國(guó)家對(duì)于公共服務(wù)就提出，要加快建立健全的基本公共服務(wù)體系，堅(jiān)持以人為本，提升城市基本公共服務(wù)水平, 著力推動(dòng)基本公共服務(wù)均衡化[1,2]。因此，公共服務(wù)設(shè)施的空間布局關(guān)系著人民的生活質(zhì)量和社會(huì)的公平。

基本公共服務(wù)包括基礎(chǔ)教育、社會(huì)就業(yè)、社會(huì)保障、醫(yī)療衛(wèi)生等9個(gè)方面。醫(yī)療衛(wèi)生作為公共服務(wù)資源之一，對(duì)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(yùn)行的重要組成部分。國(guó)外學(xué)者對(duì)于醫(yī)療資源的研究重點(diǎn)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(dá)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(jī)制方面[7-9]。而我國(guó)學(xué)者運(yùn)用數(shù)量測(cè)量的方法從醫(yī)院的數(shù)量、就醫(yī)人數(shù)入手對(duì)醫(yī)院醫(yī)療資源配置的公平性進(jìn)行了研究[10-12]，在選址[13]、可達(dá)性[14-16]、布局評(píng)價(jià)[17]等方面也均有研究。2019年底，一場(chǎng)突如其來(lái)的新冠疫情讓整個(gè)中國(guó)陷入了災(zāi)難之中，各個(gè)城市都迅速做出反應(yīng)，設(shè)立定點(diǎn)隔離醫(yī)院，以便充分保證人民群眾的就醫(yī)問(wèn)題。但在疫情比較嚴(yán)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(shí)會(huì)直接影響到病人救治的時(shí)間效率。

基于此，通過(guò) GIS平臺(tái)，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(duì)其范圍內(nèi)的大小醫(yī)院，包括診所(衛(wèi)生院)、專(zhuān)科醫(yī)院、綜合醫(yī)院進(jìn)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(xiāo)-40°28′N(xiāo))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(chēng)。下轄7個(gè)市轄區(qū)，3個(gè)縣級(jí)市，4個(gè)縣，4個(gè)功能區(qū)。東西長(zhǎng)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(kāi)平區(qū)、豐南區(qū)以及豐潤(rùn)區(qū)構(gòu)成了唐山市的主城區(qū)。該項(xiàng)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(lái)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(luò)調(diào)查，主要來(lái)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(zhuān)科醫(yī)院、綜合醫(yī)院為重要組成部分，共計(jì)收集到診所(衛(wèi)生院)1 192所，專(zhuān)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(lái)源于資源環(huán)境數(shù)據(jù)云平臺(tái)。

2研究方法

2.1 平均最近鄰

平均最近鄰(Average Nearest Neighbor)是指點(diǎn)與點(diǎn)之間最近距離的均值。通過(guò)比較計(jì)算最近鄰點(diǎn)對(duì)的平均距離與隨機(jī)分布模式中最近鄰點(diǎn)對(duì)的平均距離，來(lái)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(lái)估計(jì)未知的一種密度函數(shù)，根據(jù)對(duì)已知的醫(yī)療資源數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行估計(jì)，分析要素空間聚集度，通過(guò)賦予各醫(yī)療資源要素不同的權(quán)重，對(duì)空間點(diǎn)位信息進(jìn)行有效可視化。其公式為：

(3)

2.3 標(biāo)準(zhǔn)差橢圓法

標(biāo)準(zhǔn)差橢圓(Standard deviational ellipse，SDE)法指的是通過(guò)構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)差橢圓，從橢圓的中心、分布范圍、形狀及方向等多個(gè)角度分析醫(yī)療資源的空間分布特征。是研究空間點(diǎn)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(jié)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(guān)系是怎樣的，這些醫(yī)療資源單體的空間分布究竟是隨機(jī)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(duì)唐山市主城區(qū)3類(lèi)醫(yī)療資源：診所(衛(wèi)生院)、專(zhuān)科醫(yī)院、綜合醫(yī)院分別進(jìn)行平均最近鄰分析，計(jì)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(lái)檢驗(yàn)其結(jié)果的顯著性。計(jì)算結(jié)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(duì)應(yīng)P值為0，說(shuō)明該范圍內(nèi)的診所(衛(wèi)生院)不具有隨機(jī)分布狀態(tài)的特征；同理，專(zhuān)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(zhuān)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(jié)構(gòu)分析

通過(guò)對(duì)唐山市主城區(qū)醫(yī)療資源進(jìn)行最鄰近比率DANN的計(jì)算，可知在此范圍內(nèi)，3類(lèi)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(lèi)醫(yī)療資源集聚的范圍及大小，了解其空間結(jié)構(gòu)，利用核密度法進(jìn)行醫(yī)療資源集聚狀態(tài)的探測(cè)，分別得到主城區(qū)診所(衛(wèi)生院)、專(zhuān)科醫(yī)院、綜合醫(yī)院的核密度分布圖，結(jié)果如圖2所示。

圖2 醫(yī)療資源的空間分布情況

總體看來(lái)，診所(衛(wèi)生院)、專(zhuān)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(duì)于主城區(qū)的診所(衛(wèi)生院)，除了路北區(qū)一個(gè)高密度區(qū)外，在豐潤(rùn)區(qū)的中心地帶形成了一個(gè)較高密度區(qū)，在古冶區(qū)形成了一個(gè)較低密度區(qū)；專(zhuān)科醫(yī)院從高密度區(qū)向外功能擴(kuò)散，在豐潤(rùn)區(qū)有一個(gè)低密度區(qū)，在古冶區(qū)有一個(gè)跳躍式的低密度區(qū)；綜合醫(yī)院的密度分布同專(zhuān)科醫(yī)院相似，同樣在古冶區(qū)有一個(gè)跳躍式的低密度區(qū)，在豐潤(rùn)區(qū)有一個(gè)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(jì)、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(kāi)灤總醫(yī)院、華北理工大學(xué)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(gè)區(qū)，人口55.76萬(wàn)人，其轄內(nèi)專(zhuān)科醫(yī)院11所，綜合醫(yī)院15所，醫(yī)療資源相對(duì)不是很理想。

3.3 醫(yī)療資源分布的方向性分析

在實(shí)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(duì)于每個(gè)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(jié)構(gòu)，人口密度大的地方對(duì)于醫(yī)療資源的需求也相應(yīng)增大，交通便捷的區(qū)域更適合醫(yī)療資源及時(shí)、高效率的特點(diǎn)。此外，還有環(huán)境因素，不同醫(yī)院對(duì)于環(huán)境的要求也不盡相同?；贏rcGIS平臺(tái)，利用標(biāo)準(zhǔn)差橢圓法研究唐山市主城區(qū)醫(yī)療資源的方向性，計(jì)算結(jié)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(lán)色標(biāo)準(zhǔn)差橢圓代表診所(衛(wèi)生院)的分布方向，綠色代表專(zhuān)科醫(yī)院，紅色代表綜合醫(yī)院。診所(衛(wèi)生院)、專(zhuān)科醫(yī)院的標(biāo)準(zhǔn)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(lèi)醫(yī)療資源的標(biāo)準(zhǔn)差橢圓分布范圍基本是在路北區(qū)、路南區(qū)、開(kāi)平區(qū)以及古冶區(qū)、豐潤(rùn)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(jié)果相對(duì)應(yīng)。專(zhuān)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(jié)論

(1)唐山市主城區(qū)3類(lèi)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(duì)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(duì)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(zhuān)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(zhuān)科醫(yī)院和綜合醫(yī)院的資源分布很少。

(3)對(duì)于醫(yī)療資源的方向偏離性，總體來(lái)看3類(lèi)醫(yī)療資源的標(biāo)準(zhǔn)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(zhuān)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(qiáng)的醫(yī)療資源，能夠服務(wù)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(jìn)行調(diào)整，對(duì)于專(zhuān)科醫(yī)院、綜合醫(yī)院這樣功能性較強(qiáng)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。