地理信息系统在卫生事业管理领域中的应用进展

凡滇琳 冯启明

(广西医科大学卫生与健康政策研究中心，南宁市 530021，电子邮箱：dianlin-fan@163.com)

【提要】 地理信息系统(GIS)在卫生事业领域的应用起步虽晚但也取得了很大成效，在未来结合高维GIS技术、大健康、大数据、数据挖掘等新技术，GIS将在卫生事业领域发挥更大的作用。本文主要针对GIS在卫生事业，包括卫生监督、卫生服务机构的空间布局、卫生资源配置和社区养老健康服务等领域中的应用研究进展做一综述。

地理信息系统(geographic information system,GIS)是一种特殊的空间信息系统，旨在获取、存储、处理、分析、管理、显示和输出各种类型的空间、地理数据[1]。GIS以地理数据和空间数据为抓手，紧密联系其他各类数据，从而充分发挥学科交叉、数据交叉特性，其核心技术的应用已经涉及社会生活方方面面，尤其近些年来在卫生事业管理领域，卫生监督、卫生资源配置、卫生服务机构的空间布局、社区养老健康服务等方面，发挥了很大的作用，为社会卫生事业管理提供了一种重要的研究工具。

1 GIS概述

1.1 GIS的概念和发展历史 GIS是基于空间数据库的计算机决策支持系统[2]，用于输入、存储、维护、管理、检索、分析、显示和输出地理信息或以位置为基础的空间信息的计算机系统。20世纪60 年代，为了处理大量的土地和环境数据，加拿大测量学家提出“GIS”概念并建立了世界上第一个GIS[3]。GIS的初期主要用于地理数据的管理到对空间地理信息的管理，80年代开始注重空间决策分析，而90年代后期GIS应用领域更多地向社会应用与社会服务融合。我国的GIS虽然起步比较晚，但是在几十年间也取得了很大发展。目前我国的GIS已经普遍应用于地理测绘、城市交通、疾病监测、土地管理以及基础设施管理等领域。

1.2 GIS的组成和功能 GIS的构成从物理层面可以分为3个部分：计算机硬件及其附属设备；空间数据库及操作空间数据的空间数据库管理系统；多样的数据输入(采集)和输出显示设备。其中，硬件就是系统的构建载体，而数据即为构成GIS的“砖石”部分，所有需要处理的、有关联的信息都是GIS所需数据，数据量十分庞大。

GIS的功能包括：(1)数据操作与处理。GIS具备一般信息系统的基本数据功能，如输入、存储、编辑、查询、显示和输出等，也具备独特的数据操作，如坐标变换、投影变换、空间数据类型的转换、数据提取和叠加等。(2)制图和结果展示。制图显示系统是基于地理和空间信息的地理环境仿真制作系统[2]，其中专题图的制作是GIS制图和显示的典型应用。(3)空间查询与分析。该功能是GIS的核心功能，也是GIS与一般计算机系统最大的差别[4]。GIS空间查询是对空间图形与属性的双向查询,以查询为基础进行的分析才是GIS应用的最大实用意义；而空间分析功能是在GIS系统中建立专门的分析插件来实现,如统计分析、缓冲分析、空间建模分析、网格分析、叠加分析和决策分析等。

2 GIS在卫生事业管理领域中的应用现状

2.1 卫生监督 卫生监督是卫生决策良性实施以及卫生事业健康可持续运行的重要保障。目前的卫生监督一般是对基础业务进行的常规性监管，但是卫生事业的组成是人、财、物等的有机整合，为了对卫生事业领域的多重影响因素进行全面的监督，引入GIS是一个很好的思路。陈杰等[5]借用GIS平台研究卫生监督资源的合理配置，其通过构建模型，引用数据模拟监督实施过程，确定完成卫生监督所需最少人力资源，从而提高卫生监督工作的效率。谢洪彬等[6]结合卫生监督平台和GIS对某区的卫生监督地理数据进行分析，发现卫生监督的覆盖范围和次数会随着与监督机构距离的扩大而减少，人口聚集等也会影响到卫生监督的覆盖。此外，梁恒[7]借助GIS平台，构建卫生监督系统对卫生监督的管理相对人进行空间管理，从而实现卫生监督网格化，以及日常监督工作的可视化。刘瑾奕等[8]基于富互联网应用程序(rich internet application,RIA)和Adobe Flex公司的WebGIS构建了卫生监督保障指挥平台，实现了对卫生监督信息的实时、高效、可视化和跨平台的展示和处理，提高了卫生监督决策和指挥的效率，促进卫生监督综合信息的及时有效展示和传播。由此可见，GIS应用于卫生监督领域可推动卫生监督工作管理模式的创新，提高监督工作的效率和科学性。

2.2 卫生服务机构的空间布局 卫生服务机构是卫生事业管理的主体之一，也是卫生与健康相关服务的提供者。居民能否及时、公平、便利地享受基本医疗服务、健康服务等均与卫生服务机构空间布局有关。随着城镇化进程的加快，我国的人口流动性明显增强，人口聚集性分布格局也有了很大变动，城市化的推进也导致卫生服务机构的急速扩张和道路交通设施的服务面扩大。在这些因素的综合影响下，卫生服务机构服务的可及性、覆盖范围、承受能力，以及人民享受医疗健康服务的公平性等都需要被测算、评价，以期为全体居民提供更优质的卫生服务，保障居民享有的基本医疗服务和健康权益。

2.2.1 市区卫生服务机构的空间布局：利用GIS对卫生服务机构的空间布局进行评估，能够准确分析其服务的空间可及性、聚集性以及覆盖影响区域等指标的科学性、合理性。张珊等[9]使用两步移动搜索法和改进的潜能模型，基于GIS分析了海南省海口市的公共医疗设施空间可达性，结果显示，海口市区依旧存在医疗设施资源缺乏区域，同时发现改进的潜能模型更细致地考虑医疗需求和供给双侧的均衡，更全面分析区域整体的就医可达性。白鸽等[10]利用GIS对上海市区的医疗卫生资源布局进行评价，并对区域医疗资源进行调整，从而使医疗资源可及性大大提高。张玥等[11]采用GPS定位天津市43家三级医院的坐标，采用GIS的泰尔多边形、平均距离近邻分析和多距离空间聚类分析等方法对这些医院的聚集性进行分析，结果显示，仅考虑空间分布时三级医院呈聚集分布，考虑人口影响后呈离散分布。韩莅莉等[12]利用GIS技术搭建数据库建立医院管理系统，对医院空间和资源进行统一管理，对医院空间布局设计进行规划。结果显示该系统使用使医院床位空间分配效率直线上升，高效管理空间资源。

2.2.2 社区卫生服务机构的空间布局：朱俊民等[13]利用GIS分析贵阳市社区卫生服务机构的空间布局，采用核密度估计，叠加分析等空间分析工具对社区卫生服务机构进行描述、分析，结果显示，贵阳市社区卫生机构，社区医疗资源总体水平分布不均衡，总体覆盖率不高，空间位置布局欠佳。张天天等[14]在以公平与效率为导向的医保定点药店布局规划中，应用GIS对选址和服务可及性进行规划，最终提高了医保定点药店布局和增补的科学性，合理性和可操作性。因此，通过GIS对空间、地址等地理数据进行处理，可使需求的确立及范围界定更科学、合理。此外，周奕南等[15]应用GIS平台，对社区卫生服务机构布局规划效果进行评价，使数据化的结论变成可视化的结果，直观、明了地展示规划前后差别，使结论更易理解，促进卫生服务机构的规划能够切实有效的落实。总之，通过GIS工具可以具体、清晰体现空间差异，同时也能考虑空间领域的数据，使研究更具体、全面、科学。而通过将医疗服务规划与区域空间结构、城镇空间结构、生态空间结构、交通空间结构等城镇规划体系结合，发展卫生服务，可以拓展研究视野，选择更为明确的切入点促进我国卫生服务公平性；也能有效帮助相关领域的领导部门加强宏观调控，促进领导层对细节实际情况的了解，提高卫生规划的合理性、科学性，从而促进卫生事业的发展，提高全民健康水平，推动健康中国的建设。

2.3 卫生资源配置 公共卫生服务和医疗卫生服务的供给都具有一定的空间分布特征，不同地区的卫生需求和卫生资源的拥有量不尽相同。因此，应根据各地各异的卫生需求以及预期卫生产出效益按优先次序合理分配有限的卫生资源，发挥资源利用效率最大化，空间可及性和连接性最优化。近年来，GIS被应用于不同地区卫生资源配置情况的分析，所得结果为卫生领域的决策者调整公共卫生资源合理配置提供有力的依据。王利等[16]基于布局优化相关理论，使用GIS的叠加分析、缓冲区分析、Voronoi图和网络分析法对大连市医疗现状的可达性、覆盖范围和合理性进行分析，结果显示大连医疗资源总量丰富，但是依然存在医疗资源局部分布不均衡、不合理，以及社区卫生服务发育不完全、医疗体系不完善等问题。陈旭等[17]应用GIS平台结合基尼系数等统计方法，研究中医药卫生资源的空间可及性和公平性，以建立科学合理评价指标体系，从而促进中医药资源在空间的科学合理配置。王海青等[18]利用GIS软件的自然间断点等级分布图、Moran′s空间自相关和热点分析等方法，从地理空间角度研究京津冀卫生资源的分布情况，研究整体和局部的区域卫生资源配置，发现整体呈现自东向西资源逐渐减少，自南向北资源先减后增的趋势，结果解释了卫生资源空间无相关、局部空间自相关的现象，也符合资源配置的冷热点区域，因此认为京津冀区域卫生资源分布不均衡。此外，Murad[19]开发了用于卫生保健规划的GIS，该应用程序涵盖了重要的卫生保健设施规划问题，包括定义卫生保健设施的可访问性，确定和分类吉达市卫生需求的分布以及建模患者位置的空间变化。该应用程序被视为吉达市卫生规划人员的空间决策支持系统，可用来定义和评估卫生中心的位置，以及确定卫生中心的空间可达性，并可优化资源的配置。季卓然等[20]以深圳龙岗区为研究对象，引入引力模型并加以改进，结合GIS的泛克里金插值法对医疗资源空间可达性结果进行处理，结果显示，龙岗区城市中心东南部可达性较好，西北部和边缘区域可达性较差，医疗资源优化需要优先考虑。董庆等[21]基于GIS对吉林省白城市的医疗资源可达性进行研究，其对区域的医疗资源，交通数据、行政区划等数据进行综合分析，发现离城区越近的地方，医疗可达性越好，交通情况与医疗资源可达性有较大关系，而这可以为该区域医疗资源的规划及分配提供决策参考。

2.4 社区养老健康服务 人口老龄化已经成为全球性问题，我国也面临人口老龄化的挑战[22]。我国第6次人口普查数据显示我国已进入老龄化社会,65岁及以上人口占总人口8.87%[23]，特别是“四二一”模式家庭数量众多。我国养老机构和养老服务的提供都与我国目前老龄化严重的国情无法匹配，因此养老任务是一个很严重、很迫切的社会问题，社区养老很大程度上提供了老年人和年轻人的便利，也有利于相关机构的管理和规范。而如何构建适宜的、常态化的社区养老机构，以及如何给众多的老年人提供满意的安养条件、舒适的养老环境，成为整个社会面临的一大考验。而以信息化手段的GIS助力社区养老服务，可促进养老相关的资源的最大效率使用，让全生命周期的健康在人生的最后阶段-老年阶段得到更大的保障，从而提高老年人的幸福感。

近年来，许多研究人员通过GIS平台促进社区养老健康服务的发展和完善，以推动养老服务体系的构建以及信息化、便捷化管理，从而为老年人的健康生活、日常照护、医疗救助、身心健康提供了保障。例如，杨扬等[24]将GIS应用于社区养老机构，对社区养老的选址、布局进行规划和指导。赵东霞等[25]基于GIS空间分析法和服务半径法，对大连市金州区养老机构、医院和广场绿地等社区养老设施空间协调性进行研究，发现老龄人口主要集中西南部，养老服务设施辐射范围受地形影响较大主要集中在西南小部分区域，广场绿地等也集中在西部区域，很多区域老年人无法公平的享受到养老服务设施。张利华等[26]基于GIS技术的Microsoft Visual Studio平台，构建了社区助老系统以用于提供社区老年人居家服务和保障，该系统具备一键求助功能，能够及时将老人位置和个人信息显示给监控中心，为老人提供及时的援助。戴劲松等[27]利用GIS 搭建了一个社区养老服务平台，为老年人提供护理、救护和健康保障服务，方便老人便捷出行、医疗救护和生活服务，也能减轻年轻人的看护重担，提高老年人养老生活便利和质量。

3 GIS应用于卫生事业管理领域的展望

3.1 GIS在卫生事业管理领域中的应用向高维化发展 目前，三维GIS的研究理论和方法方面取得很大进步,但是国际上还没有开发出真正的三维GIS系统，而提出的三维GIS也仅是在二维GIS 基础上的一点扩展，没有达到三维的全真要素标准。技术限制导致很多领域所有搜集的三维原始数据不能得到充分的利用，GIS的可视化和空间信息的表达受到制约。未来的GIS必将实现这种突破，开发出三维甚至四维的高维GIS，突破二维平面的束缚，呈现更为立体的空间表达、空间建模，为智慧医疗城市，智慧医疗建设提供更大的推动力。而高维GIS也将在卫生事业管理领域发挥更大作用。

3.2 GIS在卫生事业管理领域中的应用将更智能化、集成化 目前，GIS在卫生事业管理领域的应用依旧局限于数据库、空间分析等方面，在信息推理能力、知识处理能力方面不突出。今后可以将专家系统、神经网络等与GIS结合一构建智能GIS，让GIS的大脑自主分析所拥有的知识记忆，更为科学、高效地处理数据，发挥更大的优势。大数据时代的到来，各类数据海量递增，卫生事业管理领域也是如此。空间大数据不仅仅指数据的数量变化，也意味着数据的复杂性、空间性、时间性、多元性等对数据库的标准化、数据分析利用提出了新的挑战。因此，应建立更完善的地理空间数据库，集成多领域的专家，注重卫生事业管理领域与其他领域的结合，推广数据的共享，更好地挖掘数据信息价值和作用，以推动卫生事业管理领域大数据时代的GIS集成化、智能化新局面的到来。