地理信息系統在衛生事業管理領域中的應用進展

凡滇琳 馮啟明

(廣西醫科大學衛生與健康政策研究中心，南寧市 530021，電子郵箱：dianlin-fan@163.com)

【提要】 地理信息系統(GIS)在衛生事業領域的應用起步雖晚但也取得了很大成效，在未來結合高維GIS技術、大健康、大數據、數據挖掘等新技術，GIS將在衛生事業領域發揮更大的作用。本文主要針對GIS在衛生事業，包括衛生監督、衛生服務機構的空間布局、衛生資源配置和社區養老健康服務等領域中的應用研究進展做一綜述。

地理信息系統(geographic information system,GIS)是一種特殊的空間信息系統，旨在獲取、存儲、處理、分析、管理、顯示和輸出各種類型的空間、地理數據[1]。GIS以地理數據和空間數據為抓手，緊密聯系其他各類數據，從而充分發揮學科交叉、數據交叉特性，其核心技術的應用已經涉及社會生活方方面面，尤其近些年來在衛生事業管理領域，衛生監督、衛生資源配置、衛生服務機構的空間布局、社區養老健康服務等方面，發揮了很大的作用，為社會衛生事業管理提供了一種重要的研究工具。

1 GIS概述

1.1 GIS的概念和發展歷史 GIS是基于空間數據庫的計算機決策支持系統[2]，用于輸入、存儲、維護、管理、檢索、分析、顯示和輸出地理信息或以位置為基礎的空間信息的計算機系統。20世紀60 年代，為了處理大量的土地和環境數據，加拿大測量學家提出“GIS”概念并建立了世界上第一個GIS[3]。GIS的初期主要用于地理數據的管理到對空間地理信息的管理，80年代開始注重空間決策分析，而90年代后期GIS應用領域更多地向社會應用與社會服務融合。我國的GIS雖然起步比較晚，但是在幾十年間也取得了很大發展。目前我國的GIS已經普遍應用于地理測繪、城市交通、疾病監測、土地管理以及基礎設施管理等領域。

1.2 GIS的組成和功能 GIS的構成從物理層面可以分為3個部分：計算機硬件及其附屬設備；空間數據庫及操作空間數據的空間數據庫管理系統；多樣的數據輸入(采集)和輸出顯示設備。其中，硬件就是系統的構建載體，而數據即為構成GIS的“磚石”部分，所有需要處理的、有關聯的信息都是GIS所需數據，數據量十分龐大。

GIS的功能包括：(1)數據操作與處理。GIS具備一般信息系統的基本數據功能，如輸入、存儲、編輯、查詢、顯示和輸出等，也具備獨特的數據操作，如坐標變換、投影變換、空間數據類型的轉換、數據提取和疊加等。(2)制圖和結果展示。制圖顯示系統是基于地理和空間信息的地理環境仿真制作系統[2]，其中專題圖的制作是GIS制圖和顯示的典型應用。(3)空間查詢與分析。該功能是GIS的核心功能，也是GIS與一般計算機系統最大的差別[4]。GIS空間查詢是對空間圖形與屬性的雙向查詢,以查詢為基礎進行的分析才是GIS應用的最大實用意義；而空間分析功能是在GIS系統中建立專門的分析插件來實現,如統計分析、緩沖分析、空間建模分析、網格分析、疊加分析和決策分析等。

2 GIS在衛生事業管理領域中的應用現狀

2.1 衛生監督 衛生監督是衛生決策良性實施以及衛生事業健康可持續運行的重要保障。目前的衛生監督一般是對基礎業務進行的常規性監管，但是衛生事業的組成是人、財、物等的有機整合，為了對衛生事業領域的多重影響因素進行全面的監督，引入GIS是一個很好的思路。陳杰等[5]借用GIS平臺研究衛生監督資源的合理配置，其通過構建模型，引用數據模擬監督實施過程，確定完成衛生監督所需最少人力資源，從而提高衛生監督工作的效率。謝洪彬等[6]結合衛生監督平臺和GIS對某區的衛生監督地理數據進行分析，發現衛生監督的覆蓋范圍和次數會隨著與監督機構距離的擴大而減少，人口聚集等也會影響到衛生監督的覆蓋。此外，梁恒[7]借助GIS平臺，構建衛生監督系統對衛生監督的管理相對人進行空間管理，從而實現衛生監督網格化，以及日常監督工作的可視化。劉瑾奕等[8]基于富互聯網應用程序(rich internet application,RIA)和Adobe Flex公司的WebGIS構建了衛生監督保障指揮平臺，實現了對衛生監督信息的實時、高效、可視化和跨平臺的展示和處理，提高了衛生監督決策和指揮的效率，促進衛生監督綜合信息的及時有效展示和傳播。由此可見，GIS應用于衛生監督領域可推動衛生監督工作管理模式的創新，提高監督工作的效率和科學性。

2.2 衛生服務機構的空間布局 衛生服務機構是衛生事業管理的主體之一，也是衛生與健康相關服務的提供者。居民能否及時、公平、便利地享受基本醫療服務、健康服務等均與衛生服務機構空間布局有關。隨著城鎮化進程的加快，我國的人口流動性明顯增強，人口聚集性分布格局也有了很大變動，城市化的推進也導致衛生服務機構的急速擴張和道路交通設施的服務面擴大。在這些因素的綜合影響下，衛生服務機構服務的可及性、覆蓋范圍、承受能力，以及人民享受醫療健康服務的公平性等都需要被測算、評價，以期為全體居民提供更優質的衛生服務，保障居民享有的基本醫療服務和健康權益。

2.2.1 市區衛生服務機構的空間布局：利用GIS對衛生服務機構的空間布局進行評估，能夠準確分析其服務的空間可及性、聚集性以及覆蓋影響區域等指標的科學性、合理性。張珊等[9]使用兩步移動搜索法和改進的潛能模型，基于GIS分析了海南省海口市的公共醫療設施空間可達性，結果顯示，海口市區依舊存在醫療設施資源缺乏區域，同時發現改進的潛能模型更細致地考慮醫療需求和供給雙側的均衡，更全面分析區域整體的就醫可達性。白鴿等[10]利用GIS對上海市區的醫療衛生資源布局進行評價，并對區域醫療資源進行調整，從而使醫療資源可及性大大提高。張玥等[11]采用GPS定位天津市43家三級醫院的坐標，采用GIS的泰爾多邊形、平均距離近鄰分析和多距離空間聚類分析等方法對這些醫院的聚集性進行分析，結果顯示，僅考慮空間分布時三級醫院呈聚集分布，考慮人口影響后呈離散分布。韓蒞莉等[12]利用GIS技術搭建數據庫建立醫院管理系統，對醫院空間和資源進行統一管理，對醫院空間布局設計進行規劃。結果顯示該系統使用使醫院床位空間分配效率直線上升，高效管理空間資源。

2.2.2 社區衛生服務機構的空間布局：朱俊民等[13]利用GIS分析貴陽市社區衛生服務機構的空間布局，采用核密度估計，疊加分析等空間分析工具對社區衛生服務機構進行描述、分析，結果顯示，貴陽市社區衛生機構，社區醫療資源總體水平分布不均衡，總體覆蓋率不高，空間位置布局欠佳。張天天等[14]在以公平與效率為導向的醫保定點藥店布局規劃中，應用GIS對選址和服務可及性進行規劃，最終提高了醫保定點藥店布局和增補的科學性，合理性和可操作性。因此，通過GIS對空間、地址等地理數據進行處理，可使需求的確立及范圍界定更科學、合理。此外，周奕南等[15]應用GIS平臺，對社區衛生服務機構布局規劃效果進行評價，使數據化的結論變成可視化的結果，直觀、明了地展示規劃前后差別，使結論更易理解，促進衛生服務機構的規劃能夠切實有效的落實。總之，通過GIS工具可以具體、清晰體現空間差異，同時也能考慮空間領域的數據，使研究更具體、全面、科學。而通過將醫療服務規劃與區域空間結構、城鎮空間結構、生態空間結構、交通空間結構等城鎮規劃體系結合，發展衛生服務，可以拓展研究視野，選擇更為明確的切入點促進我國衛生服務公平性；也能有效幫助相關領域的領導部門加強宏觀調控，促進領導層對細節實際情況的了解，提高衛生規劃的合理性、科學性，從而促進衛生事業的發展，提高全民健康水平，推動健康中國的建設。

2.3 衛生資源配置 公共衛生服務和醫療衛生服務的供給都具有一定的空間分布特征，不同地區的衛生需求和衛生資源的擁有量不盡相同。因此，應根據各地各異的衛生需求以及預期衛生產出效益按優先次序合理分配有限的衛生資源，發揮資源利用效率最大化，空間可及性和連接性最優化。近年來，GIS被應用于不同地區衛生資源配置情況的分析，所得結果為衛生領域的決策者調整公共衛生資源合理配置提供有力的依據。王利等[16]基于布局優化相關理論，使用GIS的疊加分析、緩沖區分析、Voronoi圖和網絡分析法對大連市醫療現狀的可達性、覆蓋范圍和合理性進行分析，結果顯示大連醫療資源總量豐富，但是依然存在醫療資源局部分布不均衡、不合理，以及社區衛生服務發育不完全、醫療體系不完善等問題。陳旭等[17]應用GIS平臺結合基尼系數等統計方法，研究中醫藥衛生資源的空間可及性和公平性，以建立科學合理評價指標體系，從而促進中醫藥資源在空間的科學合理配置。王海青等[18]利用GIS軟件的自然間斷點等級分布圖、Moran′s空間自相關和熱點分析等方法，從地理空間角度研究京津冀衛生資源的分布情況，研究整體和局部的區域衛生資源配置，發現整體呈現自東向西資源逐漸減少，自南向北資源先減后增的趨勢，結果解釋了衛生資源空間無相關、局部空間自相關的現象，也符合資源配置的冷熱點區域，因此認為京津冀區域衛生資源分布不均衡。此外，Murad[19]開發了用于衛生保健規劃的GIS，該應用程序涵蓋了重要的衛生保健設施規劃問題，包括定義衛生保健設施的可訪問性，確定和分類吉達市衛生需求的分布以及建模患者位置的空間變化。該應用程序被視為吉達市衛生規劃人員的空間決策支持系統，可用來定義和評估衛生中心的位置，以及確定衛生中心的空間可達性，并可優化資源的配置。季卓然等[20]以深圳龍崗區為研究對象，引入引力模型并加以改進，結合GIS的泛克里金插值法對醫療資源空間可達性結果進行處理，結果顯示，龍崗區城市中心東南部可達性較好，西北部和邊緣區域可達性較差，醫療資源優化需要優先考慮。董慶等[21]基于GIS對吉林省白城市的醫療資源可達性進行研究，其對區域的醫療資源，交通數據、行政區劃等數據進行綜合分析，發現離城區越近的地方，醫療可達性越好，交通情況與醫療資源可達性有較大關系，而這可以為該區域醫療資源的規劃及分配提供決策參考。

2.4 社區養老健康服務 人口老齡化已經成為全球性問題，我國也面臨人口老齡化的挑戰[22]。我國第6次人口普查數據顯示我國已進入老齡化社會,65歲及以上人口占總人口8.87%[23]，特別是“四二一”模式家庭數量眾多。我國養老機構和養老服務的提供都與我國目前老齡化嚴重的國情無法匹配，因此養老任務是一個很嚴重、很迫切的社會問題，社區養老很大程度上提供了老年人和年輕人的便利，也有利于相關機構的管理和規范。而如何構建適宜的、常態化的社區養老機構，以及如何給眾多的老年人提供滿意的安養條件、舒適的養老環境，成為整個社會面臨的一大考驗。而以信息化手段的GIS助力社區養老服務，可促進養老相關的資源的最大效率使用，讓全生命周期的健康在人生的最后階段-老年階段得到更大的保障，從而提高老年人的幸福感。

近年來，許多研究人員通過GIS平臺促進社區養老健康服務的發展和完善，以推動養老服務體系的構建以及信息化、便捷化管理，從而為老年人的健康生活、日常照護、醫療救助、身心健康提供了保障。例如，楊揚等[24]將GIS應用于社區養老機構，對社區養老的選址、布局進行規劃和指導。趙東霞等[25]基于GIS空間分析法和服務半徑法，對大連市金州區養老機構、醫院和廣場綠地等社區養老設施空間協調性進行研究，發現老齡人口主要集中西南部，養老服務設施輻射范圍受地形影響較大主要集中在西南小部分區域，廣場綠地等也集中在西部區域，很多區域老年人無法公平的享受到養老服務設施。張利華等[26]基于GIS技術的Microsoft Visual Studio平臺，構建了社區助老系統以用于提供社區老年人居家服務和保障，該系統具備一鍵求助功能，能夠及時將老人位置和個人信息顯示給監控中心，為老人提供及時的援助。戴勁松等[27]利用GIS 搭建了一個社區養老服務平臺，為老年人提供護理、救護和健康保障服務，方便老人便捷出行、醫療救護和生活服務，也能減輕年輕人的看護重擔，提高老年人養老生活便利和質量。

3 GIS應用于衛生事業管理領域的展望

3.1 GIS在衛生事業管理領域中的應用向高維化發展 目前，三維GIS的研究理論和方法方面取得很大進步,但是國際上還沒有開發出真正的三維GIS系統，而提出的三維GIS也僅是在二維GIS 基礎上的一點擴展，沒有達到三維的全真要素標準。技術限制導致很多領域所有搜集的三維原始數據不能得到充分的利用，GIS的可視化和空間信息的表達受到制約。未來的GIS必將實現這種突破，開發出三維甚至四維的高維GIS，突破二維平面的束縛，呈現更為立體的空間表達、空間建模，為智慧醫療城市，智慧醫療建設提供更大的推動力。而高維GIS也將在衛生事業管理領域發揮更大作用。

3.2 GIS在衛生事業管理領域中的應用將更智能化、集成化 目前，GIS在衛生事業管理領域的應用依舊局限于數據庫、空間分析等方面，在信息推理能力、知識處理能力方面不突出。今后可以將專家系統、神經網絡等與GIS結合一構建智能GIS，讓GIS的大腦自主分析所擁有的知識記憶，更為科學、高效地處理數據，發揮更大的優勢。大數據時代的到來，各類數據海量遞增，衛生事業管理領域也是如此。空間大數據不僅僅指數據的數量變化，也意味著數據的復雜性、空間性、時間性、多元性等對數據庫的標準化、數據分析利用提出了新的挑戰。因此，應建立更完善的地理空間數據庫，集成多領域的專家，注重衛生事業管理領域與其他領域的結合，推廣數據的共享，更好地挖掘數據信息價值和作用，以推動衛生事業管理領域大數據時代的GIS集成化、智能化新局面的到來。