梁高都,楊小雄

(南寧師范大學 自然資源與測繪學院,廣西 南寧 530001)

0 引言

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

中國(大陸地區(qū))有關醫(yī)療設施空間格局研究已有大量文獻報道，其研究多集中在醫(yī)療設施空間聚集特征、離散特征、方向特征等方面[7]，對醫(yī)療設施的空間特征的尺度效應研究鮮有涉及；研究對象上，以綜合醫(yī)院、?？漆t(yī)院、衛(wèi)生所等單一類型、單一要素為主，而醫(yī)療設施類型多樣，僅以單一要素為研究對象無法綜合了解醫(yī)療設施的空間布局特征。研究方法大多采用核密度、標準差橢圓分析、最近鄰指數，空間點格局方法較少涉及?？臻g點格局分析包括空間分布類型和空間關聯性兩個內容，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系和配置狀況規(guī)律的分析方法，是研究醫(yī)療設施的空間特征、內部相互作用及與環(huán)境之間相互關系的有效手段。

自成立東盟自貿區(qū)以來，南寧社會經濟快速發(fā)展和舊城改造工作的全面展開，大力推動了城市醫(yī)療設施建設，與此同時，醫(yī)療設施發(fā)展不平衡和不充分現象也比較普遍，進一步阻礙了醫(yī)療設施均等化發(fā)展。伴隨城市人群的動態(tài)異質性增大和居民對設施服務差異化需求升級，醫(yī)療需求特點也經歷了快速變化，設施需求的多元化和高品質要求成為新常態(tài)。但傳統(tǒng)的“自上而下”的醫(yī)療設施供給模式，具有“一次性”“靜態(tài)性”“結構失衡”以及“空間失配”的缺點，進而造成了南寧市城市居民醫(yī)療設施滿意度不高、獲得感不強的現實困境。鑒于此，本文以南寧市為例，運用空間點格局方法，揭示南寧市醫(yī)療設施的空間格局及空間關聯性，深化城市醫(yī)療設施空間格局研究，研究結果可為南寧市醫(yī)療設施選址和布局優(yōu)化提供參考。

1 研究方法與數據來源

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)療設施的空間分布

1.2 數據來源

研究所用的醫(yī)療設施數據主要從高德地圖(https://lbs.amap.com)獲取，獲取時間為2019年12月，通過Python語言腳本批量獲取研究區(qū)范圍內的綜合醫(yī)院、社區(qū)醫(yī)院，經過數據清洗和篩選，共獲取53所綜合醫(yī)院(一級醫(yī)院11所、二級醫(yī)院22所、三級醫(yī)院20所)、77所社區(qū)醫(yī)院。此外，除了POI數據外，本文的數據還包括南寧市行政界限圖，數據來源于國家基礎地理信息系統(tǒng)數據庫。

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的最近鄰距離為基礎，進一步獲取“金字塔”型多層次聚類熱點區(qū)域的分析方法，主要用于刻畫點的整體分布態(tài)勢。一般先通過最近鄰指數(NNI)去判斷點格局是否集聚分布，然后利用最近鄰層次聚類分析法來探索格局的熱點集聚單元。計算式[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為研究對象的個體總數，A為測度面積。當NNI<1時，個體在整體呈聚集分布，值越小越集聚，NNI>1時為離散分布，NNI=1時為隨機分布。

1.3.2 點格局分析

點格局分析廣泛應用于生態(tài)學，主要包括概括性統(tǒng)計量的選擇、零模型的選擇與檢驗2個主要步驟，是通過比較觀測格局與零假設模擬產生的格局，判斷研究對象在不同尺度上的格局過程[10]。點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模型來探索醫(yī)療設施空間格局、不同等級、不同類型醫(yī)療設施間關系以及空間過程的尺度效應。

本文采用配對相關函數g(r)(pair correlation function)分析醫(yī)療設施的空間分布及空間關聯性，配對相關函數g(r)由RipleyK函數推演而來，消除了K函數在大尺度上的累計效應，被認為是最好的二階統(tǒng)計量[10]。單變量K函數和g函數[11]:

(3)

(4)

式中：r為空間尺度，A為測度面積，n是研究對象的個體總數，uij是i和j之間的距離，當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中的弧長與圓周長之比。當g(r)=1，個體在尺度r下為處于均勻分布，g(r)>1時為聚集分布，g(r)<1時為隨機分布。

雙變量K函數g函數式如下:

(5)

(6)

式中：n1與n2表示不同變量的個體數量。當g12(r)=1，表明兩種變量在尺度r下無關聯；g12(r)>1時為正關聯，g12(r)<1時為負關聯。

1.3.3 零假設模型選擇

零模型在點過程模型起到析因、求證、多種模擬推斷和擬合等作用，根據不同的研究目的和問題假設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g(r)選取了完全空間隨機模型(complete spatial randomness，CSR)、異質泊松模型(heterogeneous Poisson model，HP)，雙變量g12(r)函數則采用環(huán)形轉變模型(toroidal shift，TS)。其中完全空間隨機模型是同質泊松過程，該模型假設中事件的空間分布不受任何事件或非事件過程影響，是相互獨立的，在研究區(qū)內各點出現的概率相同。而異質泊松模型主要通過可變動的密度函數表現個體密度與環(huán)境異質性的關聯，模擬事件與其環(huán)境的相互關系，可以排除環(huán)境異質性的影響。環(huán)形轉換模型打破兩種格局之間的依賴，模擬某一格局的隨機移動對另一格局的影響，一般適用檢驗兩種格局的獨立性。通過Monte-Carlo法檢驗零模型偏離觀測值情況，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，若觀測值處于兩條包跡線之間，零假設成立，否則拒絕零假設。

采用Programita[13]軟件進行點格局分析，Origin 2018軟件進行繪圖，樣方的空間尺度為0～13 500 m，環(huán)寬設置為5 m，分析步長50 m，通過Monte-Carlo法隨機模擬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。其他數據處理采用Excel 2019軟件完成。

2 結果分析

2.1 醫(yī)療設施的空間分布特征

采用最近鄰指數分析南寧市不同類型的醫(yī)療設施的集聚狀況(表1)。結果顯示：南寧市醫(yī)療設施空間集聚的差異性較小，整體和不同類型的醫(yī)療設施的最近鄰指數均小于1，Z檢驗值均小于-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)療設施由于數量相對較多且分布較為集中，故集聚程度相對較高。

表1 南寧市醫(yī)療設施最近鄰距離分析

最近鄰指數僅能夠說明醫(yī)療設施在空間上整體表現為集聚分布，無法識別其聚集的方向特征。為了進一步討論醫(yī)療設施集聚分布的空間特征，本文借助Crimestat 3.3 軟件識別醫(yī)療設施熱點區(qū)域(圖2)。南寧市總體醫(yī)療設施一級熱點區(qū)共有3個，主要分布在明秀東路、朝陽廣場、金盛財富廣場區(qū)域，共有10所社區(qū)醫(yī)院，10所綜合醫(yī)院，占總數15.38%。社區(qū)醫(yī)院一級熱點區(qū)有3個，分布在人流密集的萬秀村、金象社區(qū)等區(qū)域，共13個社區(qū)醫(yī)院；而綜合醫(yī)院則有2個一級熱點區(qū)，分布在學校密集的明秀西路和商業(yè)豐富的朝陽廣場區(qū)域，共12個綜合醫(yī)院。由此可見，南寧市醫(yī)療設施空間分布相對分散，聚集特征不明顯，熱點聚集較少，并未形成層次鮮明的多級集聚熱點區(qū)。

圖2 南寧市醫(yī)療設施最近鄰近層次聚類分析

2.2 醫(yī)療設施的空間尺度特征

采用基于完全隨機模型(CSR)的單變量g(r)函數分析醫(yī)療設施的空間分布進行多尺度判別，結果表明(圖3)，醫(yī)療設施隨著尺度的變化出現聚集、隨機和均勻分布3種類型。從g(r)函數曲線變化趨勢來看，全部醫(yī)療設施在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為隨機分布，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分布；社區(qū)醫(yī)院在50～7 350 m尺度出現集聚分布，9 850～13 350 m尺度上為均勻分布，其余尺度上為隨機分布。

圖3 基于完全空間隨機模型的單變量點格局分析

通過異質泊松模型(HP)(圖4)排除環(huán)境異質性的影響，從g(r)函數曲線變化趨勢來看，全部醫(yī)療設施在450～750 m為均勻分布，在其余尺度上為隨機分布；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為隨機分布。由此可見，排除環(huán)境異質性的影響，醫(yī)療設施并沒有呈現出明顯空間聚集效應。

圖4 基于異質泊松模型的單變量點格局分析

2.3 醫(yī)療設施的空間關聯性特征

基于環(huán)形轉換模型的雙變量g12(r)函數分析不同類型和不同等級的醫(yī)療設施的空間關聯性，結果表明(圖5)，從g12(r)函數曲線變化趨勢來看，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等尺度為空間正關聯，12 050～12 150、12 750～12 850 m等為空間負關聯；三級醫(yī)院和非三級醫(yī)院在50～150、2 350～2 450、3 750～4 750 m等為空間正關聯，而在9 850～10 550、11 050～11 650、12 050～12 150 m等都為空間負關聯，其余為空間無關聯。由此可見，不同類型和不同等級的醫(yī)療設施在小尺度表現為空間正關聯，大尺度表現為空間無關聯、空間負關聯。

圖5 基于環(huán)形轉換模型的雙變量點格局分析

3 結論

基于最近鄰層次聚類分析、空間點格局方法，以南寧市醫(yī)療設施POI數據為基礎，在分析南寧市醫(yī)療設施空間聚集特征的基礎上，進一步探討不同類型和不同等級醫(yī)療設施的空間聚集和空間關聯性的尺度效應，得出以下結論：

(1)從總體上看，南寧市醫(yī)療設施空間分布相對分散，聚集特征不明顯，熱點聚集區(qū)較少，并未形成層次鮮明的多級集聚熱點區(qū)。從不同類型上看，綜合醫(yī)院和社區(qū)醫(yī)院呈現出不同的分布特征：綜合醫(yī)院相對較少，聚集規(guī)模較小，表現出沿傳統(tǒng)商圈和學校布局的特征；社區(qū)醫(yī)院相對較多，熱點集聚區(qū)范圍較大，呈現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)運用配對相關函數g(r)函數分析南寧市醫(yī)療設施在不同尺度下的空間集聚趨勢，結果表明：基于完全隨機模型(CSR)，醫(yī)療設施隨著尺度的變化出現聚集、隨機和均勻分布3種類型，在小尺度表現為聚集分布、大尺度表現為均勻和隨機分布。不同類型的醫(yī)療設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的醫(yī)療需求，相對綜合醫(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。通過異質泊松模型(HP)排除環(huán)境異質性的影響，醫(yī)療設施在整個尺度上為非聚集分布，具有較強的環(huán)境依賴性。

(3)通過環(huán)形轉換模型的雙變量g12(r)函數分析醫(yī)療設施空間關聯性發(fā)現，南寧市不同類型和不同等級的醫(yī)療設施隨著尺度的變化出現空間正關聯、無關聯和負關聯3種類型，均在小尺度表現為空間正關聯，大尺度表現為空間無關聯、空間負關聯。