居民就醫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 建筑與測繪工程學院, 山西 大同 037009;2. 太原師范學院, 山西 晉中 030619)

0 引言

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

國內外學者針對可達性已經開展了大量的研究,以往研究多借助地理信息系統(geographic information system,GIS)進行測算與空間表達,存在較多問題:①忽視路網的連通性。研究者主要通過傳統的路網數據來構建網絡數據集,易造成因路網數據采集詳盡程度不夠,而忽略實際的連通情況[8-9];②時間成本估算的偏差。現階段可達性的研究設施供給地和居民需求地間的時間常通過路段的等級與設定速度估算,忽視了實際路況[10-11];③較多研究單元基于街道尺度,難以指導規劃實施。隨著空間感知及互聯網移動定位技術的快速發展,互聯網地圖服務商提供的導航服務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],通過網絡編程調用互聯網地圖服務商提供接口,來爬取出行路徑和時間等信息,大大減少了構建路網數據集工作量,提高了時間可達性計算的精度[14-15]。

本文基于互聯網地圖服務的精準路徑導航特征,通過python程序構建網絡爬蟲,批量獲取了大同市域研究單元(格網)分別至各醫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時間可達性圖;研究的最小基本單元為格網,能更為精確分析居民點就醫可達性的時空分布特征,評價大同市醫療資源分布的均衡性。

1 研究區、數據來源與研究方法

1.1 研究區

本文選取大同市為研究區域,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、山西北部、大同盆地中心、晉冀蒙三省區交界處、黃土高原東北邊緣。總面積1.4×104km2,共有平城區、云岡區、云州區和新榮區4個區,截至2020年,常住人口約310萬人。

1.2 數據來源

大同市道路等基礎地理數據通過公開地圖(Open Street Map)獲取,醫療服務設施選取2020年大同市30所二級和三級醫院。通過百度地圖應用程序接口(application programming interface,API)的地址匹配,并經投影變換,得到大同市醫院分布圖,如圖1所示。經行政區域統計,可以看出60%的二級以上醫院位于市內4個區,有18所,其他各縣的醫院則較少,均為2所。大同市1 km×1 km人口格網數據來源于中國科學院地理科學與資源研究所發布的中國人口空間分布公里網格數據集(2015年),該數據利用衛星遙感影像、土地利用類型數據、人口統計資料等,在高程、地貌等多種空間數的支撐下生成,如圖2所示。圖1、圖2的審圖號為晉S(2021)005號。

圖1 大同市醫院分布圖

圖2 大同市格網人口分布

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鍵,通過python語言構造網絡爬蟲,調用地圖API,可批量獲取研究區范圍研究單元與各醫院間的不同交通模式下的路徑和時距。由于地圖導航路徑時間源自實際路況的反饋,較傳統基于GIS網絡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OD矩陣導入GIS軟件,通過設置出行方式,批量生成所有起始點O至所有目標點D的最優交通時距。

1.3.2就醫可達性測度方法

就醫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(起始點)至所有醫院(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到醫院j的最近可達時間;nj為研究區內醫院的數量。

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,并根據式(1),計算得到各研究單元至醫院的最近可達時間。

2 結果與分析

2.1 居民就醫時間成本分析

根據計算數據,得到大同市所有醫院與研究單元間的時間可達性數值。為便于直觀地表達各研究單元至醫院的可達性的局部差異,以5 min為時間間隔,將景區可達時間劃分為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,結果如表1所示。

表1 就醫可達性分布頻率和累計頻率

從表1中可得出,大同市就醫時間可達性總體較好。就累計覆蓋人口而言,在15 min以內的就醫可達性為89.6%,30 min以內的達到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,就醫可達性較高;15～20 min、20～25 min、25～30 min所占比例9.8%,就業可達性適中,30 min以上的約占0.7%,就醫可達性較低。就累計覆蓋面積而言,在15 min以內的就醫可達性為52.7%,30 min以內的達到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 就醫空間可達性分布特征

為分析就醫可達性空間分布特征差異,根據前述最近可達時間等級,通過ArcGIS10.8軟件對大同市居民就醫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:就醫可達性低的區域大多位于大同市區縣邊界,離醫院較遠,交通不便,居民出行多靠級別較低的鄉道;可達性高的區域通常地理位置優越,離醫院距離較近,交通網絡較為密集,距離主要干道(省道、國道、高速等)較近,從而提高了這些區域的就醫可達性。總體上,就醫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院為中心向外圍擴展的趨勢,4個城區中,由于平城區、云岡區擁有較豐富的醫療資源,且道路設施完善,交通便利,其就醫可達性遠高于其他區縣。

圖4 就醫可達性分布

3 結束語

本文綜合運用互聯網地圖服務和GIS空間分析功能,基于醫院、人口及交通等數據,選取最近可達醫院時間成本作為居民就醫可達性的測度指標,探討了大同市就醫時空可達性及空間分布特征。結果顯示:

(1)與基于傳統路網數據構建可達性模型相比,基于互聯網地圖服務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,可達性評價的結果更為客觀。

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

(3)影響大同市醫院的可達性的因素主要有醫院的分布、路網結構、醫院等級等。

此外,本研究僅考慮了以汽車方式抵達醫院,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院的情況。同時,在進行就醫可達性分析時,醫院的規模等級也會影響居民的就醫選擇,影響時間可達性的計算結果。因此,未來需要結合設施的規模等級和多交通出行方式,更為精準科學地評價多交通方式下居民就醫時空可達性。