梁高都,楊小雄

(南寧師范大學(xué) 自然資源與測(cè)繪學(xué)院,廣西 南寧 530001)

0 引言

醫(yī)療設(shè)施是公共服務(wù)設(shè)施的重要組成部分，是城市健康生活的物質(zhì)基礎(chǔ)，與公眾身體健康密切相關(guān)，其空間布局的合理性和公平性則關(guān)系到公眾健康與社會(huì)公平是否得到有效保障[1]。自2006年國家提出“基本公共服務(wù)均等化”以來，醫(yī)療設(shè)施的區(qū)位選址、可達(dá)性、均等化、空間布局及優(yōu)化[2-4]近年來得到了越來越多關(guān)注，成為了城市規(guī)劃學(xué)、健康地理學(xué)等相關(guān)學(xué)科研究的前沿與熱點(diǎn)[5，6]。

中國(大陸地區(qū))有關(guān)醫(yī)療設(shè)施空間格局研究已有大量文獻(xiàn)報(bào)道，其研究多集中在醫(yī)療設(shè)施空間聚集特征、離散特征、方向特征等方面[7]，對(duì)醫(yī)療設(shè)施的空間特征的尺度效應(yīng)研究鮮有涉及；研究對(duì)象上，以綜合醫(yī)院、專科醫(yī)院、衛(wèi)生所等單一類型、單一要素為主，而醫(yī)療設(shè)施類型多樣，僅以單一要素為研究對(duì)象無法綜合了解醫(yī)療設(shè)施的空間布局特征。研究方法大多采用核密度、標(biāo)準(zhǔn)差橢圓分析、最近鄰指數(shù)，空間點(diǎn)格局方法較少涉及。空間點(diǎn)格局分析包括空間分布類型和空間關(guān)聯(lián)性兩個(gè)內(nèi)容，它們能夠揭示事件在多尺度下某一地理分布區(qū)二維空間上的位置關(guān)系和配置狀況規(guī)律的分析方法，是研究醫(yī)療設(shè)施的空間特征、內(nèi)部相互作用及與環(huán)境之間相互關(guān)系的有效手段。

自成立東盟自貿(mào)區(qū)以來，南寧社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和舊城改造工作的全面展開，大力推動(dòng)了城市醫(yī)療設(shè)施建設(shè)，與此同時(shí)，醫(yī)療設(shè)施發(fā)展不平衡和不充分現(xiàn)象也比較普遍，進(jìn)一步阻礙了醫(yī)療設(shè)施均等化發(fā)展。伴隨城市人群的動(dòng)態(tài)異質(zhì)性增大和居民對(duì)設(shè)施服務(wù)差異化需求升級(jí)，醫(yī)療需求特點(diǎn)也經(jīng)歷了快速變化，設(shè)施需求的多元化和高品質(zhì)要求成為新常態(tài)。但傳統(tǒng)的“自上而下”的醫(yī)療設(shè)施供給模式，具有“一次性”“靜態(tài)性”“結(jié)構(gòu)失衡”以及“空間失配”的缺點(diǎn)，進(jìn)而造成了南寧市城市居民醫(yī)療設(shè)施滿意度不高、獲得感不強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)困境。鑒于此，本文以南寧市為例，運(yùn)用空間點(diǎn)格局方法，揭示南寧市醫(yī)療設(shè)施的空間格局及空間關(guān)聯(lián)性，深化城市醫(yī)療設(shè)施空間格局研究，研究結(jié)果可為南寧市醫(yī)療設(shè)施選址和布局優(yōu)化提供參考。

1 研究方法與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

南寧市是廣西壯族自治區(qū)的首府，也是面向東盟國家開放的橋頭堡、東盟博覽會(huì)的永久舉辦城市，城市形象一定程度上代表國家的形象，其醫(yī)療設(shè)施的空間格局更加值得深入研究。本文以《南寧市空間發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃》確定的中心組團(tuán)范圍為研究區(qū)，包括《南寧市城市總體規(guī)劃(2011-2020年)》中心城區(qū)范圍內(nèi)的街道，以及三塘、良慶、蒲廟等區(qū)域，由興寧區(qū)、青秀區(qū)、江南區(qū)、西鄉(xiāng)塘區(qū)、良慶區(qū)、邕寧區(qū)等區(qū)域組成，總面積為904 km2(圖1)[8]。

圖1 南寧市醫(yī)療設(shè)施的空間分布

1.2 數(shù)據(jù)來源

研究所用的醫(yī)療設(shè)施數(shù)據(jù)主要從高德地圖(https://lbs.amap.com)獲取，獲取時(shí)間為2019年12月，通過Python語言腳本批量獲取研究區(qū)范圍內(nèi)的綜合醫(yī)院、社區(qū)醫(yī)院，經(jīng)過數(shù)據(jù)清洗和篩選，共獲取53所綜合醫(yī)院(一級(jí)醫(yī)院11所、二級(jí)醫(yī)院22所、三級(jí)醫(yī)院20所)、77所社區(qū)醫(yī)院。此外，除了POI數(shù)據(jù)外，本文的數(shù)據(jù)還包括南寧市行政界限圖，數(shù)據(jù)來源于國家基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。

1.3 研究方法

1.3.1 最近鄰層次聚類分析

最近鄰層次聚類分析法是以點(diǎn)的最近鄰距離為基礎(chǔ)，進(jìn)一步獲取“金字塔”型多層次聚類熱點(diǎn)區(qū)域的分析方法，主要用于刻畫點(diǎn)的整體分布態(tài)勢(shì)。一般先通過最近鄰指數(shù)(NNI)去判斷點(diǎn)格局是否集聚分布，然后利用最近鄰層次聚類分析法來探索格局的熱點(diǎn)集聚單元。計(jì)算式[9]可表示為：

NNI=d(NN)/d(ran)

(1)

(2)

式中：d(NN)為最近鄰距離(m)，d(ran)為平均最近鄰距離；N為研究對(duì)象的個(gè)體總數(shù)，A為測(cè)度面積。當(dāng)NNI<1時(shí)，個(gè)體在整體呈聚集分布，值越小越集聚，NNI>1時(shí)為離散分布，NNI=1時(shí)為隨機(jī)分布。

1.3.2 點(diǎn)格局分析

點(diǎn)格局分析廣泛應(yīng)用于生態(tài)學(xué)，主要包括概括性統(tǒng)計(jì)量的選擇、零模型的選擇與檢驗(yàn)2個(gè)主要步驟，是通過比較觀測(cè)格局與零假設(shè)模擬產(chǎn)生的格局，判斷研究對(duì)象在不同尺度上的格局過程[10]。點(diǎn)格局分析可以分為單變量、雙變量以及多變量格局分析，可以通過不同零假設(shè)模型來探索醫(yī)療設(shè)施空間格局、不同等級(jí)、不同類型醫(yī)療設(shè)施間關(guān)系以及空間過程的尺度效應(yīng)。

本文采用配對(duì)相關(guān)函數(shù)g(r)(pair correlation function)分析醫(yī)療設(shè)施的空間分布及空間關(guān)聯(lián)性，配對(duì)相關(guān)函數(shù)g(r)由RipleyK函數(shù)推演而來，消除了K函數(shù)在大尺度上的累計(jì)效應(yīng)，被認(rèn)為是最好的二階統(tǒng)計(jì)量[10]。單變量K函數(shù)和g函數(shù)[11]:

(3)

(4)

式中：r為空間尺度，A為測(cè)度面積，n是研究對(duì)象的個(gè)體總數(shù)，uij是i和j之間的距離，當(dāng)uijr，Ir(uij)=1；若Ir(uij)>r，則Ir(uij)=0，wij為以i為圓心，uij為半徑的圓位于A中的弧長(zhǎng)與圓周長(zhǎng)之比。當(dāng)g(r)=1，個(gè)體在尺度r下為處于均勻分布，g(r)>1時(shí)為聚集分布，g(r)<1時(shí)為隨機(jī)分布。

雙變量K函數(shù)g函數(shù)式如下:

(5)

(6)

式中：n1與n2表示不同變量的個(gè)體數(shù)量。當(dāng)g12(r)=1，表明兩種變量在尺度r下無關(guān)聯(lián)；g12(r)>1時(shí)為正關(guān)聯(lián)，g12(r)<1時(shí)為負(fù)關(guān)聯(lián)。

1.3.3 零假設(shè)模型選擇

零模型在點(diǎn)過程模型起到析因、求證、多種模擬推斷和擬合等作用，根據(jù)不同的研究目的和問題假設(shè)要選擇正確合適的零模型是十分重要的[12]。本文中單變量函數(shù)g(r)選取了完全空間隨機(jī)模型(complete spatial randomness，CSR)、異質(zhì)泊松模型(heterogeneous Poisson model，HP)，雙變量g12(r)函數(shù)則采用環(huán)形轉(zhuǎn)變模型(toroidal shift，TS)。其中完全空間隨機(jī)模型是同質(zhì)泊松過程，該模型假設(shè)中事件的空間分布不受任何事件或非事件過程影響，是相互獨(dú)立的，在研究區(qū)內(nèi)各點(diǎn)出現(xiàn)的概率相同。而異質(zhì)泊松模型主要通過可變動(dòng)的密度函數(shù)表現(xiàn)個(gè)體密度與環(huán)境異質(zhì)性的關(guān)聯(lián)，模擬事件與其環(huán)境的相互關(guān)系，可以排除環(huán)境異質(zhì)性的影響。環(huán)形轉(zhuǎn)換模型打破兩種格局之間的依賴，模擬某一格局的隨機(jī)移動(dòng)對(duì)另一格局的影響，一般適用檢驗(yàn)兩種格局的獨(dú)立性。通過Monte-Carlo法檢驗(yàn)零模型偏離觀測(cè)值情況，利用模擬的最大值和最小值生成上下兩條包跡線，即置信區(qū)間，若觀測(cè)值處于兩條包跡線之間，零假設(shè)成立，否則拒絕零假設(shè)。

采用Programita[13]軟件進(jìn)行點(diǎn)格局分析，Origin 2018軟件進(jìn)行繪圖，樣方的空間尺度為0～13 500 m，環(huán)寬設(shè)置為5 m，分析步長(zhǎng)50 m，通過Monte-Carlo法隨機(jī)模擬199次，分別利用模擬的最大值和最小值生成上下兩條包跡線，即99%置信區(qū)間。其他數(shù)據(jù)處理采用Excel 2019軟件完成。

2 結(jié)果分析

2.1 醫(yī)療設(shè)施的空間分布特征

采用最近鄰指數(shù)分析南寧市不同類型的醫(yī)療設(shè)施的集聚狀況(表1)。結(jié)果顯示：南寧市醫(yī)療設(shè)施空間集聚的差異性較小，整體和不同類型的醫(yī)療設(shè)施的最近鄰指數(shù)均小于1，Z檢驗(yàn)值均小于-2.58，即置信區(qū)間為99%，均為聚集分布模式。從醫(yī)療設(shè)施的集聚程度來看：整體>社區(qū)醫(yī)院>綜合醫(yī)院。整體醫(yī)療設(shè)施由于數(shù)量相對(duì)較多且分布較為集中，故集聚程度相對(duì)較高。

表1 南寧市醫(yī)療設(shè)施最近鄰距離分析

最近鄰指數(shù)僅能夠說明醫(yī)療設(shè)施在空間上整體表現(xiàn)為集聚分布，無法識(shí)別其聚集的方向特征。為了進(jìn)一步討論醫(yī)療設(shè)施集聚分布的空間特征，本文借助Crimestat 3.3 軟件識(shí)別醫(yī)療設(shè)施熱點(diǎn)區(qū)域(圖2)。南寧市總體醫(yī)療設(shè)施一級(jí)熱點(diǎn)區(qū)共有3個(gè)，主要分布在明秀東路、朝陽廣場(chǎng)、金盛財(cái)富廣場(chǎng)區(qū)域，共有10所社區(qū)醫(yī)院，10所綜合醫(yī)院，占總數(shù)15.38%。社區(qū)醫(yī)院一級(jí)熱點(diǎn)區(qū)有3個(gè)，分布在人流密集的萬秀村、金象社區(qū)等區(qū)域，共13個(gè)社區(qū)醫(yī)院；而綜合醫(yī)院則有2個(gè)一級(jí)熱點(diǎn)區(qū)，分布在學(xué)校密集的明秀西路和商業(yè)豐富的朝陽廣場(chǎng)區(qū)域，共12個(gè)綜合醫(yī)院。由此可見，南寧市醫(yī)療設(shè)施空間分布相對(duì)分散，聚集特征不明顯，熱點(diǎn)聚集較少，并未形成層次鮮明的多級(jí)集聚熱點(diǎn)區(qū)。

圖2 南寧市醫(yī)療設(shè)施最近鄰近層次聚類分析

2.2 醫(yī)療設(shè)施的空間尺度特征

采用基于完全隨機(jī)模型(CSR)的單變量g(r)函數(shù)分析醫(yī)療設(shè)施的空間分布進(jìn)行多尺度判別，結(jié)果表明(圖3)，醫(yī)療設(shè)施隨著尺度的變化出現(xiàn)聚集、隨機(jī)和均勻分布3種類型。從g(r)函數(shù)曲線變化趨勢(shì)來看，全部醫(yī)療設(shè)施在50～7 250 m尺度上是聚集分布，9 450～13 350 m尺度上屬于均勻分布，在其他尺度上基本表現(xiàn)為隨機(jī)分布，盡管在某些尺度上略有偏離；綜合醫(yī)院在50～7 050 m尺度上為集聚分布，9 550～13 350 m尺度上為均勻分布，其余尺度上均為隨機(jī)分布；社區(qū)醫(yī)院在50～7 350 m尺度出現(xiàn)集聚分布，9 850～13 350 m尺度上為均勻分布，其余尺度上為隨機(jī)分布。

圖3 基于完全空間隨機(jī)模型的單變量點(diǎn)格局分析

通過異質(zhì)泊松模型(HP)(圖4)排除環(huán)境異質(zhì)性的影響，從g(r)函數(shù)曲線變化趨勢(shì)來看，全部醫(yī)療設(shè)施在450～750 m為均勻分布，在其余尺度上為隨機(jī)分布；綜合醫(yī)院在350～650 m上為均勻分布，其余尺度上為隨機(jī)分布；社區(qū)醫(yī)院350～750 m為均勻分布，在其他尺度上基本表現(xiàn)為隨機(jī)分布。由此可見，排除環(huán)境異質(zhì)性的影響，醫(yī)療設(shè)施并沒有呈現(xiàn)出明顯空間聚集效應(yīng)。

圖4 基于異質(zhì)泊松模型的單變量點(diǎn)格局分析

2.3 醫(yī)療設(shè)施的空間關(guān)聯(lián)性特征

基于環(huán)形轉(zhuǎn)換模型的雙變量g12(r)函數(shù)分析不同類型和不同等級(jí)的醫(yī)療設(shè)施的空間關(guān)聯(lián)性，結(jié)果表明(圖5)，從g12(r)函數(shù)曲線變化趨勢(shì)來看，綜合醫(yī)院和社區(qū)醫(yī)院之間在50～150、1 750～1 950、4 150～4 550 m等尺度為空間正關(guān)聯(lián)，12 050～12 150、12 750～12 850 m等為空間負(fù)關(guān)聯(lián)；三級(jí)醫(yī)院和非三級(jí)醫(yī)院在50～150、2 350～2 450、3 750～4 750 m等為空間正關(guān)聯(lián)，而在9 850～10 550、11 050～11 650、12 050～12 150 m等都為空間負(fù)關(guān)聯(lián)，其余為空間無關(guān)聯(lián)。由此可見，不同類型和不同等級(jí)的醫(yī)療設(shè)施在小尺度表現(xiàn)為空間正關(guān)聯(lián)，大尺度表現(xiàn)為空間無關(guān)聯(lián)、空間負(fù)關(guān)聯(lián)。

圖5 基于環(huán)形轉(zhuǎn)換模型的雙變量點(diǎn)格局分析

3 結(jié)論

基于最近鄰層次聚類分析、空間點(diǎn)格局方法，以南寧市醫(yī)療設(shè)施POI數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，在分析南寧市醫(yī)療設(shè)施空間聚集特征的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步探討不同類型和不同等級(jí)醫(yī)療設(shè)施的空間聚集和空間關(guān)聯(lián)性的尺度效應(yīng)，得出以下結(jié)論：

(1)從總體上看，南寧市醫(yī)療設(shè)施空間分布相對(duì)分散，聚集特征不明顯，熱點(diǎn)聚集區(qū)較少，并未形成層次鮮明的多級(jí)集聚熱點(diǎn)區(qū)。從不同類型上看，綜合醫(yī)院和社區(qū)醫(yī)院呈現(xiàn)出不同的分布特征：綜合醫(yī)院相對(duì)較少，聚集規(guī)模較小，表現(xiàn)出沿傳統(tǒng)商圈和學(xué)校布局的特征；社區(qū)醫(yī)院相對(duì)較多，熱點(diǎn)集聚區(qū)范圍較大，呈現(xiàn)出沿人流密集的居民區(qū)(萬秀村、金象社區(qū))布局的特征。

(2)運(yùn)用配對(duì)相關(guān)函數(shù)g(r)函數(shù)分析南寧市醫(yī)療設(shè)施在不同尺度下的空間集聚趨勢(shì)，結(jié)果表明：基于完全隨機(jī)模型(CSR)，醫(yī)療設(shè)施隨著尺度的變化出現(xiàn)聚集、隨機(jī)和均勻分布3種類型，在小尺度表現(xiàn)為聚集分布、大尺度表現(xiàn)為均勻和隨機(jī)分布。不同類型的醫(yī)療設(shè)施分布的空間尺度存在差異，社區(qū)醫(yī)院需要滿足較小范圍內(nèi)的醫(yī)療需求，相對(duì)綜合醫(yī)院較多，聚集分布的尺度范圍較大，而綜合醫(yī)院需要滿足大范圍內(nèi)的醫(yī)療需求，較社區(qū)醫(yī)院分布較為零散，聚集的尺度范圍較小。通過異質(zhì)泊松模型(HP)排除環(huán)境異質(zhì)性的影響，醫(yī)療設(shè)施在整個(gè)尺度上為非聚集分布，具有較強(qiáng)的環(huán)境依賴性。

(3)通過環(huán)形轉(zhuǎn)換模型的雙變量g12(r)函數(shù)分析醫(yī)療設(shè)施空間關(guān)聯(lián)性發(fā)現(xiàn)，南寧市不同類型和不同等級(jí)的醫(yī)療設(shè)施隨著尺度的變化出現(xiàn)空間正關(guān)聯(lián)、無關(guān)聯(lián)和負(fù)關(guān)聯(lián)3種類型，均在小尺度表現(xiàn)為空間正關(guān)聯(lián)，大尺度表現(xiàn)為空間無關(guān)聯(lián)、空間負(fù)關(guān)聯(lián)。