5 herramientas geoespaciales y salud elisa solano

Herramientas geoespaciales y tecnicas deoptimizacion para mejorar el acceso geografico a

Servicios de Salud. Cusco - Peru

Ponente: Elisa Solano

I Foro Mundo UNIGIS Lima 2014

TutoresCesare Furlanello (FBK - Italia)

Marcelo Scavuzzo (CONAE - Argentina)

Lima, 12 de diciembre 2014Universidad Nacional Federico Villarreal (UNFV)

1 Introduccion

2 Problema

3 Area de estudio

4 MetodologıaDistanciasSuperficie de costoLos modelos de la LocalizacionLa asignacion y sus modelos

5 Resultados y conclusiones

Introduccion Problema Area de estudio Metodologıa Resultados y conclusiones

Aspectos de salud

Los Servicios de Salud

La capacidad para prestar servicios de salud tiene grandesefectos en la salud individual y colectiva, en la pobreza, laproductividad, el crecimiento economico y el desarrollo.

Si bien la carga de la enfermedad y la demanda de servicios desalud varıan en cada comunidad, la asequibilidad de losservicios de salud constituye un reto en la mayorıa de lospaıses.

Los gobiernos han considerado o emprendido reformas de granalcance de sus sistemas de salud, pero necesitan herramientaspara la eficacia y eficiencia de la gestion.

Elisa Solano - 12 de diciembre 2014 Tema de investigacion de Tesis de la Maestrıa A E A R T E

Herramientas geoespaciales, para mejorar el acceso geografico a servicios de salud. Cusco - Peru

Aspectos de salud

Ejemplo del nivel mınimo aceptable de SS3

Por cada 500,000 personas, deberıa haber:

Por lo menos 1 establecimiento de salud con servicioscomplejos; y

4 con servicios basicos.

... y si tuvieramos el numero suficiente de establecimientos desalud por habitantes... ¿esta garantizado el acceso a ellas?

3“Guidelines for Monitoring the Availability and Use of Obstetric Services”, Kamara, 1990, Maine 1997,

UNICEF - WHO - UNFPA, 1989“

Aspectos de salud

Ejemplo del nivel mınimo aceptable de SS3

Por cada 500,000 personas, deberıa haber:

Por lo menos 1 establecimiento de salud con servicioscomplejos; y

4 con servicios basicos.

... y si tuvieramos el numero suficiente de establecimientos desalud por habitantes... ¿esta garantizado el acceso a ellas?

3“Guidelines for Monitoring the Availability and Use of Obstetric Services”, Kamara, 1990, Maine 1997,

UNICEF - WHO - UNFPA, 1989“

Aspectos de salud

Accesibilidad a servicios de salud

Dimensiones

(1) La Disponibilidad dado al volumen existente. (2) LaAccesibilidad, referente a la barrera fısica. (3) La Asequibilidad,respecto del costo que hay que hacer para obtener el servicios. (4)La Adecuacion, es la manera como se organizan los servicios, yfinalmente (5) La aceptabilidad, que hace referencia al grado desatisfaccion del usuario. (Penchansky, 1981)

Aspectos de salud

Acceso geografico

Definicion

El concepto de acceso o accesibilidad geografica en terminosgenerales evalua la dificultad (o la facilidad) con la cual laspersonas pueden movilizarse hacia los puntos de oferta de servicios,satisfaciendo con ello sus necesidades (Guagliardo, 2004). Elenfoque mas comun esta basado en funcion a la distancia o eltiempo de viaje para llegar desde un punto a hacia un punto bdeterminado.

Punto de corte cut-off 2 horas

El problema

Planteamiento

Se quiere seleccionar un numero optimo de establecimientos desalud, en el departamento de Cusco de tal modo que, con esenumero de servicios podamos atender al numero maximo depobladores en 2 horas o menos de modo equitativo y eficiente.

Area de estudio

El paisaje de la region

Figura: Region Cusco,vista 3D

Figura: Vista del Urubamba

Area de estudio

Cusco en numeros

La region de Cuscoen numeros∼ 72.000 km2

∼ 1.300.000 hab.∼ 304 EE.SS∼ 9.703 CC.PP

Distancias

Algunos metodos geometricos de medicion de distancias

La distancia en lınea recta o distancia euclideana,Surge ante la consideracion de un espacio ideal a partir del cual noexiste limitaciones para transitar en cualquier sentido se obtienemediante la aplicacion de la siguiente formula .

dij =√

(xi − xj)2 + (xi − xj)2 (1)

Distancias

Algunos metodos geometricos de medicion de distancias

La distancia de Manhattan o city blockDistancia que asume que, entre dos puntos, es posible desplazarsesiguiendo rectas horizontales verticales, es decir a traves de unagrilla regular, que esta dada por.

dij = |(xi − xj) + (xi − xj)| (2)

Distancias

Diferencias entre las metricas de las Distancias

Superficie de costo

Superficie de Costo

Definicion

Es un raster georeferenciado, resultante de la combinacion devariables definidas en capas tematicas, que permite conocer elcosto de moverse en terminos de impedancia/resistencia almovimiento sobre el territorio en lugar de “economico”.

Superficie de costo

Desarrollo de la superficie de costo para una zona rural

Superficie construıda por la funcion de 5 mapas tematicos:

Landcover Global LanCover 2000, publicada por el proyectoGLC2000. Global Evironment Monitoring

Precipitacion South American Total Annual Precipitation, byHydronet

Red vial Data espacial del Ministerio de Transportes de Peru2006

Rıos Datos espaciales del Instituto Geografico del Peru

DEM SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) NASAversion 3CGIAR-CSI

Superficie de costo

Red vialLandcover

DEM PendientesElisa Solano - 12 de diciembre 2014 Tema de investigacion de Tesis de la Maestrıa A E A R T E

Superficie de costo

Precipitación Ríos

Superficie de costo

Formalizacion de supuestos

Donde se define como los atributos de las variables medidas encada celda de las capas tematicas se van a relacionar con lavelocidad de desplazamiento sobre la superficie del territorioque representan dichas celdas.

Superficie de costo

Cobertura de suelos

Las masas de agua no navegables se consideran una barrera,se considera que la velocidad de desplazamiento es pequena.

Tabla: Tabla de tipos de cobertura y velocidad de transporte

Tipo de cobertura Velocidad de transporte (Km/h)Zona Urbana 30Masas de agua no navegables 0.9Vegetacion de baja densidad 5Vegetacion de densidad intermedia 4Vegetacion densa 3Desierto 5

Superficie de costo

Cobertura de suelos

Las masas de agua no navegables se consideran una barrera,se considera que la velocidad de desplazamiento es pequena.

Tabla: Tabla de tipos de cobertura y velocidad de transporte

Tipo de cobertura Velocidad de transporte (Km/h)Zona Urbana 30Masas de agua no navegables 0.9Vegetacion de baja densidad 5Vegetacion de densidad intermedia 4Vegetacion densa 3Desierto 5

Superficie de costo

Red vial

Se asume que donde hay carreteras existe disponibilidad demedio de transporte motorizado.

Tabla: Tabla de velocidades segun tipo de carretera

Tipo de Carretera Velocidad de transporte(Superficie de rodadura) (Km/h)Carretera asfaltada 80Carretera no asfaltada 40Trocha 25

Superficie de costo

Precipitacion

Los valores de precipitacion anual sobre el territorio peruano, de ladata observada va desde 0 hasta 3242 mm.

Funciones segun tipo:

Vıas asfaltadas: -0.00459 * [precipitacion] * 100 %

Vıas afirmadas: -0.00816 * [Precipitacion anual] * 100 %

Trochas carrozables: -0.01613 * [Precipitacion anual] * 100 %

Transporte pedestre: -0.00816 * [Precipitacion anual] * 100 %

Superficie de costo

Precipitacion

Superficie de costo

Precipitacion

Superficie de costo

Precipitacion

Superficie de costo

Pendientes

Se asume que el grado de inclinacion del terreno reduce la velocidad dedesplazamiento a pie de acuerdo con la formula de Tobler (1993).

Se emplea el promedio de las velocidades estimadas para trayectos cuesta arribay cuesta abajo.

Modificacion de la velocidad detransporte pedestre de acuerdo conla formula de Tobler (1993)

Superficie de costo

Pendientes

Superficie de costo

Pendientes

Superficie de costo

Pendientes

Segun el documento publicado por Tobler, cuando la pendientes es cero grados, lavelocidad es cercana 5km/hr, mientras que cuando la pendiente es 10 la velocidad escercana a 3km/hr y con pendiente -10 es cercana a 4km/hr

V = 6 exp−3.5

∣∣∣∣dhdx + 0.05

∣∣∣∣ (3)

La pendiente se calcula con la siguiente formula:

dx= tan θ (4)

dh - Diferencia de la elevaciondx - Diferencia de distancia

θ - Angulo de la pendiente (inclinacion)

Pasos para la elaboracion

Reclasificar los mapas tematicos:

Ponderar los los mapas tematicos con las funcionesestablecidas

Se superponen los mapas tematicos de menor velocidad amayor velocidad:

Funciones de cada capa

Calculo del costo acumulado

Algoritmo

Para el calculo mınimo del costo acumulado entre dos puntos se hausado el algoritmo (shortest path) de Dijkstra, implementado en elmodulo r.cost del GRASS.

Proceso r.cost

Mapa de costos acumulados

Resultado: Raster conlos valores de costoacumulados para cadacelda. Luego se obtienela distancia el tiempodesde un centro pobladoa un establecimiento desalud para un t ≤ 2h.

Figura: Tomado del manual de GRASS

Matriz de estimaciones de tiempo

Para hallar la matriz de tiempos de desplazamiento se extrajo lainformacion de los tiempos acumulados de desplazamiento,especıficos para cada establecimiento, desde las superficies decosto acumulado hacia los centros poblados.

Campos de la matriz

Codigo 2000 Codigo del Establecimiento de salud

Idccpp Codigo ubigeo del Centro poblados

Tiempo (horas) Estimado del traslado entre el Centro poblado y elEstablecimiento

Pob2009 Poblacion del centro poblado (censo 2009)

Campos de la matriz

Los modelos de la Localizacion

Modelos de Localizacion

Esquema tomado del artıculo: “What You Should Know About LocationModeling”Mark S. Daskin. InterScience. January 2008.

La asignacion y sus modelos

Algunos metodos geometricos de asignacion

Figura: (a)Buffers contraslape

Figura: (b) Polıgonosde Thiessen

Figura: (c) Buffersdivididos por polıgonosde Thiessen

Graficos tomados del artıculo “Using GIS to generate mutually exclusive service

areas linking travel on and off a network” Chris Upchurch, Michael Kuby,

Michael Zoldak, Anthony Barranda

Asignacion, con soluciones conjuntas

Consideremosa los establec-imientos desalud (rojo) ycentrospoblados(celeste)

Si nos pidieranelegir unestablecimientocon el queatienda a lamayor cantidadde poblacion...

Y si nospreguntaranpor 2 servicios,¿la solucion delprimero estarıaincluıda?

El Maximum Covering Location Problem (MCLP) esta dado por:

v(MCLP) = max

{m∑i=1

Subject to:

xi ≤∑j∈Ni

yj , i ∈ I (6)

∑j∈J

yj = p (7)

xi ∈ {0, 1}, i ∈ I (8)

yj ∈ {0, 1}, j ∈ J (9)

Servicios seleccionados

Los principales resultados

Seleccionados Total Porcentaje

Numero de servicios 11 304 3.61 %Pop. atendida ≤ 2 horas 990161 1091927 90.68 %

La poblacion total de la region de cusco es 1099198 habitantes.

El mapa

ResultsPeople covered (nearest, rate)

603191 (565901, 56.998%)448566 (20220, 2.037%)423246 (29670, 2.988%)167337 (146401, 14.746%)67677 (60020, 6.045%)57942 (51304, 5.167%)45186 (28863, 2.907%)43082 (37227, 3.75%)23712 (23712, 2.388%)21919 (17401, 1.753%)13752 (12117, 1.22%)VillagesFacilities

Facilities>33210

Villages 022788945872050

Pop.039187813901846194099091

Facilities selected

REGIONAL CUSCOLA QUEBRADASICUANISANTO TOMASLIVITACAYAURIQUILLABAMBAKITENIOMAYAPAUCARTAMBOOCONGATE

0−99100−9991000−59999>60000

Population distribution

La curva

20 40 60 80 100 120

Number of facilities

11 20 29 36 51 133

90% with 11 facilities95% with 20 facilities96% with 24 facilities97% with 29 facilities98% with 36 facilities99% with 51 facilities100% with 133 facilities

La curva muestra como la cobertura de atencion se incrementa deacuerdo con el numero de servicios de salud.

Usando los servicios de salud de regiones vecinas

Incluyendo a los establecimientos vecinos

Si los establecimientos de salud vecinos (regiones vecinas) sonintegrados al analisis ¿como cambia la cobertura?

Seleccionados Total Porcentaje

Numero de servicios 11 1105 0.99 %Pop. cubierta ≤ 2 horas 992846 1091927 90.92 %

Mapa con la nueva seleccion

ResultsPeople covered (nearest, rate)

603191 (565901, 56.998%)448566 (20220, 2.037%)423246 (29670, 2.988%)167337 (146401, 14.746%)67677 (60020, 6.045%)57942 (51304, 5.167%)45186 (28863, 2.907%)43082 (37227, 3.75%)23722 (23722, 2.389%)21919 (17401, 1.753%)13752 (12117, 1.22%)VillagesFacilities

Facilities>33210

Villages 022788945902075

Pop.039187813901846195099543

Facilities selected

REGIONAL CUSCOPAUCARTAMBOOCONGATESICUANIYAURIQUILLABAMBALIVITACASANTO TOMASHOSPITAL DE APOYO SAN FRANCISCOLA QUEBRADAKITENI

0−99100−9991000−59999>60000

Population distribution

La distribucion del tiempo

Distribution of time

Time (h)

0 1 2 3 4 5

Conclusiones

Se prefiere un modelo basado en raster antes que vector,porque muchas vıas de acceso no estan conectadas entre si,ademas de existir zonas en las que no existe red vial.

Esta metologıa es mas precisa que distancias euclideanas, perose debe tener en cuenta varios aspectos que afecten a lavelocidad de desplazamiento.

El tipo de estimaciones obtenidas tiene sesgos potenciales,muchos de ellos derivados de los supuestos empleados, sedebe buscar mejorar el modelo.

Conclusiones

Permite monitorear y evaluar el comportamiento de lacapacidad de respuesta de los Servicios de Salud.

Es la base e inicio para modelos jerarquicos para atender a laspersonas que se encuentren geograficamente inaccesibles.

Conclusiones

Permite monitorear y evaluar el comportamiento de lacapacidad de respuesta de los Servicios de Salud.

Es la base e inicio para modelos jerarquicos para atender a laspersonas que se encuentren geograficamente inaccesibles.

Conclusiones

Muchasgracias♥

5 herramientas geoespaciales y salud elisa solano

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