基于GIS 的吉林市主城區(qū)醫(yī)療設施空間布局研究

張伊博，王 璨，趙芳興

（1.長春市規(guī)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(yī)院，吉林 長春 130000）

目前我國針對醫(yī)療設施布局的研究框架基本完善，相關(guān)研究集中于重點特征分析，空間合理化測度與規(guī)劃編制研究等方面[1-2]，其中主要運用GIS 技術(shù)對空間維度進行分析[3-7]?？傮w來說，研究評價目標對象選取呈現(xiàn)以大城市和貧困縣市為主的分化現(xiàn)象，且評價重點多聚焦醫(yī)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(qū)諸多地級市對于醫(yī)療設施的探索仍需豐富，且在近年疫情防控大環(huán)境下，中小城市會面對更為嚴峻的醫(yī)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(lián)網(wǎng)多源數(shù)據(jù)，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(qū)醫(yī)療設施空間布局進行評估，并提出相關(guān)策略與優(yōu)化建議，以期為吉林市及東北地區(qū)其他城市醫(yī)療設施空間格局優(yōu)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(qū)向松嫩平原過渡地帶，是省內(nèi)重要交通樞紐。吉林市《2020年國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》顯示，全市下轄四區(qū)一縣，代管4 個縣級市，總面積27 120 km2，戶籍人口404.7 萬，城鎮(zhèn)化率53%。本研究選取吉林市昌邑區(qū)、船營區(qū)、龍?zhí)秴^(qū)、豐滿區(qū)4 個市轄區(qū)下轄的行政街道及周邊鄰近鄉(xiāng)鎮(zhèn)作為研究范圍，總面積2 017.7 km2。研究對象為范圍內(nèi)4 個層級的醫(yī)療設施，按照行政服務層級劃分為：三級醫(yī)院、二級醫(yī)院、一級醫(yī)院和社區(qū)衛(wèi)生服務中心及鄉(xiāng)衛(wèi)生院、社區(qū)衛(wèi)生服務站和村衛(wèi)生所。

1.1.2 研究區(qū)數(shù)據(jù)來源

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

1.1.3 研究區(qū)數(shù)據(jù)整理

運用網(wǎng)絡數(shù)據(jù)采集技術(shù)在高德地圖API 控制臺共采集吉林市醫(yī)療設施興趣點（POI）1 508個，剔除寵物、監(jiān)獄醫(yī)院等非病理性居民日常就醫(yī)機構(gòu)和私人所屬形式就醫(yī)設施，參照吉林市政府公開數(shù)據(jù)及相關(guān)衛(wèi)生統(tǒng)計網(wǎng)站顯示的醫(yī)療機構(gòu)數(shù)據(jù)進行比對與更正。共獲取三級醫(yī)院8家、二級醫(yī)院27家、一級醫(yī)院及社區(qū)衛(wèi)生服務中心和鄉(xiāng)鎮(zhèn)衛(wèi)生院48家、社區(qū)衛(wèi)生站和村衛(wèi)生室94家，共計177家（圖1），其相關(guān)屬性數(shù)據(jù)獲取于對應醫(yī)院網(wǎng)站及相關(guān)網(wǎng)站[8]。

圖1 各層級醫(yī)療設施空間分布圖

1.2 研究思路與方法

1.2.1 網(wǎng)絡數(shù)據(jù)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(qū)醫(yī)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(shù)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(guān)[9]?；诰W(wǎng)絡采集法獲取POI數(shù)據(jù)能夠?qū)质懈黝愥t(yī)療設施進行信息統(tǒng)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(jù)點要素的分布，計算區(qū)域內(nèi)的點數(shù)據(jù)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(chǎn)生連續(xù)的柵格圖形，計算公式為：

式中，F(xiàn)(x)為空間位置x處的核密度函數(shù)；mi為獨立分布F的n個樣本點；k為空間權(quán)重函數(shù)，具體的選擇對分析結(jié)果影響較小；h為距離衰減閾值，是一個超參數(shù)，h參數(shù)通過影響核密度函數(shù)中自變量的取值控制每個樣本的相對權(quán)重，其設置主要與分析尺度以及地理現(xiàn)象的特點有關(guān)聯(lián)；n為與位置x的距離小于或等于h的要素點數(shù)。通過綜合考慮各等級醫(yī)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(yī)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(shù)定量比表現(xiàn)數(shù)據(jù)在空間分布整體特征及時空變化，借助標準差橢圓法，實現(xiàn)對醫(yī)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(jīng)度和緯度，xˉ、yˉ為平均距離；n為要素點的總量。

2 分析與結(jié)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(jié)果比對后，選擇核密度像元數(shù)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(nèi)三級醫(yī)院共8 家，其中船營區(qū)4 家，龍?zhí)秴^(qū)2 家，昌邑區(qū)和豐滿區(qū)各1 家，整體呈“單中心雙點”形態(tài)分布（圖2）?！皢沃行摹贝笾虏季衷谥鞒菂^(qū)段的松花江兩岸，昌邑區(qū)南部的文廟、南京街道，船營區(qū)東南部青島、大東街道，以及豐滿區(qū)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(fā)區(qū)街道附近及廣大周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)均未產(chǎn)生聚集，未來可以結(jié)合現(xiàn)狀條件分析，在合理化范圍內(nèi)考慮在主城區(qū)的外圍區(qū)域開展三級醫(yī)院規(guī)劃與選址工作。

圖2 三級醫(yī)院核密度分析圖

研究范圍內(nèi)二級醫(yī)院共27家，其中船營區(qū)11家，昌邑區(qū)8 家，龍?zhí)秴^(qū)5 家，豐滿區(qū)3 家，空間布局呈“一主五副”的形態(tài)。其中主要核心區(qū)位于昌邑區(qū)與船營區(qū)交界處，核密度值最高的區(qū)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(qū)位于湘潭、長春路及高新開發(fā)區(qū)街道西側(cè)部分，核密度值為0～1.09，但二級醫(yī)院在昌邑區(qū)北部，龍?zhí)秴^(qū)南部的通江、延江、興華街道附近未產(chǎn)生聚集，建議在以上區(qū)域增加二級醫(yī)院配置。

研究范圍內(nèi)一級醫(yī)院及社區(qū)衛(wèi)生服務中心、衛(wèi)生院共48 家，其中昌邑區(qū)23 家，船營區(qū)12 家，豐滿區(qū)9 家，龍?zhí)秴^(qū)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(qū)范圍內(nèi)一級醫(yī)院核密度值均較高，其中密度值最高的區(qū)域在吉林東市商貿(mào)示范區(qū)以及南京街道附近，此外在哈達灣經(jīng)濟開發(fā)區(qū)街道及江南、泰山街道周邊形成2 個點狀聚集區(qū)。在中心城區(qū)外圍散落分布，但在龍?zhí)秴^(qū)泡子沿、山前、新吉林街道等人口密集區(qū)并沒有設置一級醫(yī)院、社區(qū)衛(wèi)生服務中心及衛(wèi)生院，建議在以上區(qū)域加強一級醫(yī)院及社區(qū)衛(wèi)生服務中心建設。

研究范圍內(nèi)社區(qū)衛(wèi)生站及村衛(wèi)生室共94 家，其中昌邑區(qū)32 家，豐滿區(qū)27 家，船營區(qū)21 家，龍?zhí)秴^(qū)14 家。整體呈現(xiàn)“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(qū)南北的吉林大街，在該街道兩側(cè)分布有較多的社區(qū)衛(wèi)生服務站，其余村衛(wèi)生所散點分布于主城區(qū)外圍的鄉(xiāng)鎮(zhèn)中，這是由于社區(qū)級的服務站和村衛(wèi)生室與行政區(qū)劃聯(lián)系密切，一般每個村都會配備對應的衛(wèi)生所，后續(xù)可以根據(jù)居民就醫(yī)需求和人口數(shù)據(jù)進行適當?shù)脑鲅a，以提高基層醫(yī)療設施的服務效能。

總體來看，吉林市主城區(qū)4 個層級的醫(yī)療設施核密度分析結(jié)果均具有聚集在主城區(qū)中心區(qū)的特征，以吉林市火車站為中心的區(qū)域核密度值較高，向外依次圍層級式衰減。建議將主城區(qū)核心區(qū)域的富余高等級醫(yī)療設施適當?shù)南蛲鈬w移，進而保障醫(yī)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(jié)果后，選擇第一標準差（68%）作為研究的衡量標準。

三級醫(yī)院標準差橢圓整體在吉林市主城區(qū)呈現(xiàn)西南-東北的走向，長軸方面西南邊最遠到達船營區(qū)臨江和北山街道，東北邊最遠僅到達江北龍?zhí)秴^(qū)的龍?zhí)督值溃梯S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(xiàn)吉林市主城區(qū)的全部覆蓋，且完全沒有覆蓋到周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)。因此，三級醫(yī)院應該積極向城市中心區(qū)外圍增設或擴建，從而在整體上實現(xiàn)主城區(qū)向外圍鄉(xiāng)鎮(zhèn)的輻射作用。

二級醫(yī)院標準差橢圓整體在吉林市主城區(qū)呈現(xiàn)南北向分布，長軸方面最北邊到達江北龍?zhí)秴^(qū)的新安和龍?zhí)督值?，最南抵達江南豐滿區(qū)的高新開發(fā)區(qū)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(yī)院相比更大，但整體依舊呈現(xiàn)中心區(qū)聚集，中心區(qū)外圍僅存越北鎮(zhèn)、承德街道、泡子沿街道各1 家。因此，亟需建設外圍鄉(xiāng)鎮(zhèn)二級醫(yī)院，尤其是豐滿區(qū)小白山鄉(xiāng)、前二道鄉(xiāng)、江南鄉(xiāng)，龍?zhí)秴^(qū)江北鎮(zhèn)，船營區(qū)歡喜鄉(xiāng)，這些區(qū)域并沒有二級醫(yī)院，主城區(qū)中心區(qū)內(nèi)應對昌邑區(qū)通江、蓮花街道一帶予以補充設置二級醫(yī)院。

一級醫(yī)院及社區(qū)服務中心，鄉(xiāng)衛(wèi)生院標準差橢圓呈現(xiàn)西北-東南走向，長軸西北最遠處至豐滿區(qū)泡子沿街道和昌邑區(qū)九站街道，東南最遠處到達高新開發(fā)區(qū)街道與江南鄉(xiāng)、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?？梢园l(fā)現(xiàn)，一級醫(yī)院及社區(qū)服務中心、鄉(xiāng)衛(wèi)生院的標準差橢圓相比三級、二級醫(yī)院覆蓋范圍更大，且周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)至少都有1～2 個設施點，分布相對均衡。在中心區(qū)范圍呈現(xiàn)極高的聚集性，建議未來能在豐滿區(qū)江南片區(qū)建設更多社區(qū)服務中心。

社區(qū)服務站及村衛(wèi)生室標準差橢圓也呈現(xiàn)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(qū)石井街道，短軸在長春路街道至豐滿區(qū)鐵東街道、遵義街道附近一帶。整體來看，社區(qū)服務站及村衛(wèi)生室標準差橢圓覆蓋范圍最廣，面積最大，且中心城區(qū)周邊每個鄉(xiāng)鎮(zhèn)也設置多處該級設施。但是在船營區(qū)新北街道及龍?zhí)秴^(qū)江北鄉(xiāng)，這些區(qū)域僅有1～2 處村衛(wèi)生室，并不能滿足日益增加的街道人口，未來需在這些區(qū)域酌情增加社區(qū)服務站及村衛(wèi)生室。

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

3 結(jié)論與展望

醫(yī)療設施是城市公共服務設施中的重要一環(huán)，在促進城市民生改善和經(jīng)濟社會改革等方面發(fā)揮重要作用。本研究選取吉林市主城區(qū)作為研究區(qū)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(qū)中4 個層級醫(yī)療設施進行空間布局分析評價。整體而言，吉林市三級醫(yī)院、二級醫(yī)院作為高層級醫(yī)療設施集聚性極強，且大多集中分布在主城區(qū)核心區(qū)域，在主城區(qū)松花江附近覆蓋尤為密集，而在外圍鄉(xiāng)鎮(zhèn)鮮有分布；一級醫(yī)院、社區(qū)衛(wèi)生服務中心、衛(wèi)生院、社區(qū)服務站、衛(wèi)生所等基層醫(yī)療設施覆蓋范圍較廣，不僅在城市主城區(qū)人口眾多的區(qū)域聚集，在廣大主城區(qū)邊緣鄉(xiāng)鎮(zhèn)也有所分布，但整體擁有量亟待豐富。2022年初在吉林市爆發(fā)的新冠疫情，再次敲響了合理布局城市醫(yī)療設施與加強就醫(yī)便捷性的警鐘。在就醫(yī)便捷程度層面上，建議未來可考慮將主城區(qū)富余的三級、二級醫(yī)院向周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)轉(zhuǎn)移，或在外圍鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域建立對應分院，使周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)居民在遇到疑難雜癥和應急情況時，降低就醫(yī)過程所耗費的時間距離成本。另外還需進一步完善主城區(qū)社區(qū)衛(wèi)生服務中心及社區(qū)衛(wèi)生站等基層醫(yī)療設施布局，使主城區(qū)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(yī)院、“紅黃碼”醫(yī)院、應急隔離點、流動核酸檢測點等提前納入城市醫(yī)療設施專項規(guī)劃思考中，有利于城市在面對突發(fā)疫情或其他公共衛(wèi)生事件時更從容應對，進而有效遏制疫情常態(tài)化防控下的大規(guī)模社區(qū)傳播。本文的研究結(jié)果可為吉林市與東北其他中小城市在規(guī)劃布局醫(yī)療設施時提供一定參考價值。