基于建筑物尺度的医疗设施可达性研究——以深圳市福田区综合医院为例

陈小祥，岳隽，张文晖

(1.深圳市城市规划设计研究院有限公司，广东深圳518028；2.国土资源部城市土地资源监测与仿真重点实验室，广东深圳518040)

0 引言

医疗设施是关系民生的一种基础公共服务设施，其合理的空间布局是实现城市卫生资源有效配置的重要保障。医疗设施可达性是医疗设施空间布局研究的一项重要内容，通过计算某一区位到达活动地点的便利程度，分析医疗服务的供需状况，对设施分布的均衡性进行评估[1]。较低的医疗服务设施空间可达性将增加人们就诊的时间和成本，特别是对于低收入群体，不仅会增加他们的生活负担，还会降低居民的就医频率，影响其健康水平[2]。因此，医疗设施可达性研究对于促进居民的健康水平、实现居民医疗均等化具有重要现实意义[3]。王武林等[4]、王成金等[5]对中国高速公路网的可达性格局及演化进行研究与探讨；梅志雄等[6]通过引入公路网可达性，分析了空间格局及其演化对区域和节点城市发展的影响；尚永正等[7]在分析空间可达性基础上，对城市功能用地的空间演变进行了深入研究；鲁敏等[8]基于GIS技术探讨济南市公园绿地空间可达性，并为济南市绿地规划提出了具体方案；孙雯雯[9]利用基于时空阻隔和供需比例的计算方法分别从交通距离、交通时间、供需关系、有效供需等4个方面对淄博市基础教育设施的空间可达性进行评价。上述研究从可达性视角探讨和发现现实问题，对于开展医疗设施可达性研究具有重要借鉴意义。在现有医疗设施可达性研究中，Luo等[10]和Higgs等[11]基于交通阻抗函数研究了医疗设施空间可达性；付加森等[12]基于空间网络分析技术探讨了就医可达性的空间异质性分布；邓丽等[13]基于两步移动搜索法，从医疗资源的供给和需求两个方面分析了医疗资源空间可达性特征，为改善贫困山区的医疗条件、提高医疗服务能力提供了决策支持；曾文等[14]利用GIS空间分析方法，在居住用地地块尺度对南京市医疗服务设施可达性空间格局及其成因进行研究。然而，现有设施可达性研究中，多以人口普查体系中的街道、街区作为最小统计单元，难以精细化描述城市单元建筑物尺度下的可达性情况。而建筑物空间分布能够准确地反映城市居民的居住用地信息，这为设施可达性研究提供一种新的研究尺度。

因此，文章将建筑物空间分布作为最小研究单元，对深圳市福田区的综合医院空间可达性进行分析，从而为城市医疗设施的合理布局提供决策依据。

1 研究区域概况

深圳市福田区位于城区中南部、原经济特区中部，是深圳市发展最早的行政区之一。区域总面积为78.66 km2，约占深圳市总面积的3.95%，2016年常住统计人口为150.17万人。福田区经济发展状况与公共基础设施建设程度均居深圳市前列，其医疗设施资源丰富，具备综合医院、专科医院和药店、门诊多层次的医疗设施体系。2012—2017年，医疗卫生机构发展情况见表1。福田区的医疗机构数量不断增长。截止到2017年，福田区共有医疗机构716家，包括27家医院、78家社康中心、198家门诊部或中医馆、402家私人诊所或企事业内部医务室，以及11家其他卫生机构。尽管福田区医疗资源种类齐全、数量较多，但是医疗设施资源的空间配置仍不均衡，存在着需求和供给的不匹配现象。

表12012—2017年福田区医疗卫生机构发展情况表

2 基于建筑物尺度的医疗设施可达性研究方法

2.1 数据来源

考虑到综合医院在医疗设施资源中的重要地位，以福田区三甲医院、普通医院、卫生院等3种类型的综合医院为例，基于建筑物尺度开展医疗设施可达性研究，精准研究福田区医疗设施资源配置的不均衡问题。福田区行政区划数据来自国家基础地理信息中心网站(http://www.ngcc.cn/)下载的中国国家基础地理信息系统数据。其他所用数据包括综合医院数据、居住地建筑物数据以及人口栅格数据。

(1)综合医院数据所涉及的综合医院数据为高德地图兴趣点POI(Point of Interest)数据，包括三甲医院、普通医院和卫生院等3种类型，每条数据中包含名称、地址、类型、评分、经度、纬度等属性信息，样例数据见表2。其中共用53条综合医院POI数据，包括5个三甲医院、42个普通医院和6个卫生院。该数据具有样本精度高、涵盖信息细致等优势，对其进行空间可视化可以清晰的了解各个综合医院的地理位置，可以满足福田区综合医院的资源配置和布局研究。具体医院分布如图1所示。

表2 福田区综合医院数据样例示意表

图1 福田区综合医院分布图

(2)居住地建筑物数据利用ArcGIS 10.2矢量化高分二号影像数据，得到福田区居住地建筑物数据。该数据可以有效的表征福田区的居住用地建筑物分布。

(3)人口栅格数据基于World-Pop(http://www.worldpop.org.uk/)网站下载得到了100 m分辨率的2016年福田区人口栅格数据，其中每个像元的数值代表100 m×100 m栅格单元内的人口总数。该数据打破了传统的人口统计数据的行政区划尺度限制，更加精细的反映出福田区的人口分布状况。

2.2 两步移动搜索法的空间可达性测算方法

可达性程度决定于供需双方在空间上的联系状况。Radke等[15]于2000年提出基于潜能模型的传统移动搜索法的改进方法:两步移动搜索法2SFCA(Two-Step Floating Catchment Area method)，即分别在供给点与需求点各搜索对方，以确定供需之间的可达状况。该方法使用较小普查单元的人口数据，解决了内在的人口空间分布问题，移动搜寻域可以跨越行政区界，更合理地考虑供需间潜在的相互作用，能够在GIS环境下实现，具有直观易操作性。因此，在公共服务可达性方面具有广阔的应用前景。

将两步移动搜索法应用于医疗设施的可达性研究中，一般采用基于医疗设施的数据点位置作为供给点，进行供需点之间的距离量测，即默认“到达医疗设施的质心才被看作抵达了医疗设施的区域”。以福田区综合医院为供给点，结合福田区居住类建筑物与医疗设施空间分布情况，采用两步移动搜索法[16]，进行医疗设施可达性分析。具体测算方法如下:

(1)根据所给出的福田区3种综合医院POI数据，按给定的距离阈值d0生成一个空间搜索域。搜索所有落在空间搜索域之内的建筑物k，对建筑物内人口进行求和，即可搜索出综合医院j预知范围内的居民常住人口数据，将人口数据作为需求数据。同时，用医院POI数据的评分数据作为供给数据，继而用供给数据Sj除以需求数据dk，得出供需比Rj，即每个医院的服务能力，计算公式由式(1)表示为式中:Rj为医院j的供需比；Sj为医院j的规模；dkj为建筑物k与供给点j之间的出行距离，m；d0为出行距离阈值，m；Dk为需求点的需求状况，即人口数量。

(2)对于每一个建筑物i，按给定的空间阈值d0生成另一个空间搜索域，搜索在出行阈值范围内所有可以为该建筑物提供医疗服务的综合医院，将上一部搜索得到的综合医院的供需比Rj进行求和，于是就得到每个建筑物i的医疗设施可达性。其计算方法由式(2)表示为

式中:为采用2SFCA方法计算得到的需求点i的可达性；dij为需求点i与供给点j之间的出行距离，m。

重复上述步骤，运用两步移动搜索法计算所有建筑物的综合医院类医疗设施的可达性，具体流程如图2所示。

图2 两步移动搜索法流程图

在上述的实验步骤中有2个重要的参数:距离阈值和建筑物上的人口数。Shan等[17]以广州为例进行的出行距离研究表明，20 min的步行距离是决定居民是否步行出门的一个关键的分水岭。而按规定，不同等级综合医院的服务半径一般在0.5～3 km。因此，文章基于0.8、2和3 km三种不同的服务半径，研究不同阈值情况下福田区3种综合医院的可达性状况。

3 基于建筑物尺度的医疗设施可达性结果与分析

3.1 医疗设施需求分析

将居民地建筑物数据和人口栅格数据的空间叠加，得到了建筑物尺度上的医疗设施需求数据，如图3所示。总体来看，深圳市福田区综合医院需求分布呈现四周高，中间低的现象。需求存在空间不平衡性，主要体现在福田区南部人口集中，多居民区分布，需求最高；其次为福田区北部和东北部，需求强度次之；福田区的东部和西部，综合医院需求强度适中；而福田区中部地区，人口密度较低，综合医院需求较低。

将爬取获得的高德POI数据中的医院评分数据作为福田区53家综合医院的供给度，并基于综合医院不同的服务半径，计算每家医院的供需比。总体来看，深圳市福田区综合医院的供给多集中在东部，而在西部地区则供给严重不足，供给和需求不匹配，进而造成综合医院的供需比呈现东高西低的特点，综合医院资源配置不合理。

图3 居住区人口数量统计图

3.2 医疗设施可达性分析

三甲医院、卫生院和普通医院在0.8、2和3 km服务半径下的设施可达性分别如图4～6所示。从图4可以看出，普通医院的可达性程度最高，而卫生院的可达性程度最低。这多是由于在0.8 km搜索半径条件下人们往往就近求医，由于福田区的普通医院数量最多，提高了居民就近选择的可能性，而福田区缺少一定规模的卫生院，其医疗供给能力又相对偏弱，进而造成了卫生院的医疗设施的可达性程度不高。由图5可知，总体上普通医院的可达性程度最高；但在福田区的西部和北部，三甲医院的医疗设施可达性超过了普通医院，这是因为三甲医院多分布于福田区的西部和北部，而2 km的搜索半径下，医疗设施的供给能力成为了引导居民就医的主要因素。从图6中可以看出，随着搜索半径的进一步增加，供给能力在医疗设施可达性中的主导作用更加明显，进而造成了3 km搜索半径下三甲医院的总体可达性和普通医院的可达性状况相当，而卫生医院的可达性程度与三甲医院、普通医院的可达性差距明显。总体来看，福田区3类综合医院没有形成立体完整的资源分布模式，不同服务半径下的医疗设施没有形成有效的资源互补。

一般来说，医疗设施的可达性程度越高，人们就医的便捷程度就越高，供需就越平衡。从医院类型来看，福田区三甲医院的可达性呈现出东西高、中间低的特点；福田区卫生院的可达性也呈现出由东北向西南方向不断降低的特点，与空间分布特点相似；而福田区普通医院可达性状况虽然总体东高西低，空间差异较小。这说明福田区三甲医院、卫生院和普通医院的就医便捷程度存在空间差异，空间供需失衡。但是不同服务半径下，3种医院的医疗设施可达性均没有完全实现研究区范围内的完全覆盖。从服务半径尺度来看，随着服务半径的逐渐增大，3种类型的综合医院的总体可达性程度不断提高，其中三甲医院可达性对服务半径的响应最明显，而普通医院可达性对服务半径的响应程度不高，这说明福田区三甲医院存在一定的数量缺口。从医院供给能力与服务半径的关系来看，0.8 km服务半径下，医疗设施的供给能力对可达性的贡献较弱；而在2、3 km的服务半径下，医疗设施的供给能力对可达性的贡献作用明显。

图40.8 km服务半径3种综合医院可达性图

图52 km服务半径3种综合医院可达性图

图63 km服务半径3种综合医院可达性图

4 结论

以福田区3种类型的综合医院为例，采用两步移动搜索法，分析建筑物尺度上的医疗设施资源布局和配置情况，研究了建筑物尺度下的医疗设施可达性。得出如下结论:

(1)福田区3类综合医院没有形成立体完整的医疗资源分布模式。福田区综合医院需求主要存在于人口集中区域，与医疗资源供给存在一定的空间差异，在空间上未能形成完整的资源设施配置。另外，不同服务半径下，三甲医院、普通医院和卫生院的医疗资源设施供给皆未形成有效的医疗资源互补。

(2)福田区现有综合医院可达性水平相对较低。不同服务半径下，3种综合医院的医疗设施可达性均没有实现研究区范围内的完全覆盖，且医疗可达性空间差异明显。

(3)不同服务半径下，医疗设施供给能力对可达性的贡献程度不同。在0.8 km服务半径下，医疗设施的供给能力对可达性的贡献较弱；而在2、3 km的服务半径下，医疗设施的供给能力对可达性的贡献作用明显。