Mekansal-zamansal hasta hareketlilik verileriyle mekansal etkileşim örüntülerinin analizi ve akış haritaları aracı tasarımı ve geliştirilmesi

Varlıkların yeryüzünde bir yerden bir yere hareketleri mekansal etkileşim olarak tanımlanan olguyu ortaya çıkarır. Toplum ve çevreye şekil veren önemli dinamiklerden olan mekansal etkileşim; insan göç hareketleri, para-mal hareketleri, bulaşıcı hastalıkların dolaşımı, bilgi, kültür değişimi gibi nedenlerle oluşabilir. Mekansal ilişkilerin analizi ulaştırma, şehir ve bölge planlama, sağlık gibi birçok disiplinde kritik öneme sahiptir. Hareketlilik örüntülerinin ortaya çıkarılması, mekan ve zaman boyunca akan varlıklar arasındaki ortak noktaların anlaşılmasını sağlar. Örneğin pandemik bir salgının yayılma hızı, sıklığı ve akış doğrultusunun bilinmesi epidemiyoloji uzmanları için hayati bir öneme sahiptir. Benzer şekilde kent içinde çalışma amacıyla yapılan yolculuklar şehir planlama için kentin kapasitesi, konut ve çalışma yerlerinin seçimini etkileyen bir göstergedir. Bilgi iletişim teknolojileri ve ulaştırma alanındaki ilerlemeler günümüzde dünyayı daha önce hiç olmadığı kadar birbirine bağlı hale getirmiş ve mekanlar arasındaki insan hareketlerini artırmıştır. Bu durum coğrafyalar arası çok yönlü etkileşimlerin ortaya çıkmasına ve ilişkilerin daha karmaşık; anlaşılması güç hale gelmesine yol açmaktadır. Her alanda etkisini gösteren sayısal dönüşüm, ilişkilerin de kayıt altına alınmasını sağlamaktadır. Konumsal niteliğe sahip bu verilerin analiziyle hareketlerin güdümündeki karmaşık sistemlerin anlaşılması ve gerçek dünya problemlerinin çözülmesi için karar destek araçlarının geliştirilmesi ihtiyacı vardır. Öte yandan zamana bağlı hareketlilik verisinin analizi bu tür verilerin içerdiği hacim, çeşitlilik ve karmaşıklık nedeniyle oldukça zordur. Etkileşimleri oluşturan akış verileri, mekansal-zamansal ve boylamsal nitelik taşır. Akışlara ilişkin öznitelik verilerinin çok boyutlu olması, akış örüntülerinin zaman içinde değişmesi ve birden fazla ölçekte gerçekleşmesi mekansal etkileşimin analizini zorlaştırmaktadır. Mekansal etkileşim örüntülerinin analizi başlıca dört tema altında toplanabilir; (1) nedensellik ilişkilerine odaklanan regresyon modelleri, (2) mekansal erişilebilirliği inceleyen analizler, (3) etkileşim ilişkilerini ağ yapılarıyla modelleyen çalışmalar ve (4) veri görselleştirme yeteneklerinden yararlanan akış haritası oluşturma araçları. Hareketlerin nedenlerini anlamaya odaklanan çalışmalarda etkileşime yol açan etkenler sebep-sonuç ilişkileri açısından incelenir. Bu analizler belirli bir ekonometrik modele bağlı regresyon eşitlikleri oluşturarak bölgeler arasındaki hareketleri en iyi tahmin edecek bağımsız değişkenleri ortaya çıkarmayı amaçlar. Ancak regresyon analizleri aralarında hareketlilik gerçekleşen her bir merkezin karakteristiğine ve çok boyutlu özelliklerine ilişkin yeterli bilgi vermez. Erişilebilirliği inceleyen analizlerde bir merkeze gelen/giden hareketliliğin oransal büyüklüğü tüm merkezler için karşılaştırılarak erişimin makro düzeyde bir coğrafi yorumu ortaya çıkartılır. Bu yöntemle, bir bölgenin çektiği veya kaybettiği ilgiden yola çıkılarak belirli bir hizmete erişim konusunda ne derece erişilebilir olduğu değerlendirilir. Öte yandan bu analizler bölge sayısı arttığında ve zaman boyutu dikkate alındığında merkezlerin karakteristiğini birbiriyle karşılaştırmakta zayıf kalmaktadır. Etkileşim ilişkilerinin analizinde yerleşim yerlerini ve aralarındaki bağlantıları birlikte incelemek için çizge kuramına dayanan ağ modelleri kullanılmaktadır. Ağ modeli, varlıkları birer düğüm, aralarındaki etkileşim ilişkilerini de bağlantı olarak ele alır. Mekanlar arası bağlantıların analiz edilmesiyle elde edilen parametreler; ağın genel yapısı, düğümlerin karakteristiği, ağdaki kümelerin tespiti ve ağın çizimi için kullanılır. Mekansal etkileşim analizinde kullanılan diğer bir yöntem etkileşimli akış haritası üretim araçlarıdır. Akış haritası üretimi; kaynak-hedef konum çiftleri arasında gerçekleşen hareketlerin sayısal harita üzerinde otomatik/yarı otomatik gösterimidir. Akışları harita üzerinde görselleştirmek çok değişkenli ve mekansal-zamansal akışların analizi için kullanılır. Ancak çok boyutlu hareketlilik verilerinden harita gösterimlerinin oluşturulması bağlantı sayısının çokluğu ve harita düzlemindeki alanın sınırlı olmasından dolayı karmaşıktır. Bu tezin amacı; büyük hacimli, çok boyutlu mekansal etkileşim verilerinin sistematik ve kapsamlı bir analizini yapmaktır. Bu tezde problemin kısıtlı bir versiyonuyla ilgilenmek yerine, bütüncül bir yaklaşımla, yukarıda belirtilen mekansal etkileşimi esas alan her bir tematik alana yönelik olarak literatürdeki araştırmalara katkıda bulunulması hedeflemektedir. Bu kapsamda mekansal etkileşim analizinde nedensellik, erişilebilirlik ve ağ modeli yaklaşımlarıyla ilgili özgün birer çalışma yapılırken akış haritaları üretimi konusunda ise internet tabanlı yeni bir harita üretim aracı geliştirilmiştir. Tez kapsamında Türkiye genelinde iller arasında gerçekleşen hasta hareketleri mekansal etkileşim için örnek olay olarak ele alınmaktadır. Çalışmada kullanılan veriler 2010- 2013 yılları arasındaki 48 aylık kesitler için bir ilden diğerine tedavi amacıyla giden toplam hasta sayılarını içermektedir. SGK'dan alınan veriler, araştırma dönemi için 1.2 milyardan fazla hastane başvurusuyla ilgili bilgiyi yansıtmaktadır. Hareketlilik verileri mekansal-zamansal değişimi yansıtmanın yanında; hastane türü (12 tür), hizmet kademesi (3 kademe) ve tıbbi branş (120 branş) gibi öznitelik alanlarıyla çok boyutlu bir özelliğe sahiptir. Gözlemler zamana göre periyodik olarak ölçüldüğünden araştırmada kullanılan verilerin aynı zamanda boylamsal bir niteliği vardır. Mekansal etkileşim örüntülerinin analizinde bütüncül yaklaşımın bir parçası olarak öncelikle örnek olay hasta hareketlerinin arkasında yatan sebepler incelenmiştir. Yapılan çalışmayla Türkiye'de hasta hareketliliğini açıklayan değişkenler tespit edilmektedir. Panel veri ve rassal etkiler modeliyle gerçekleştirilen regresyon analizinde, daha önce farklı ülkelerdeki hasta hareketlerini inceleyen araştırmalarda kullanılmış olan değişkenlerle birlikte yeni bir parametre test edilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre; uzman doktor sayısı, sağlık altyapısı, gelir gibi değişkenlerin yanında, Türkiye'de iller arasındaki göçlerin de hasta hareketliliği üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğu tespit edilmiştir. Erişilebilirliğin ele alındığı literatürdeki çalışmalarla benzer doğrultuda gerçekleştirilen ikinci araştırmada, akış değerlerinden hizmet merkezlerinin erişilebilirlik karakteristiğinin belirlenmesi, mekansal-zamansal değişim örüntülerinin ortaya çıkarılması ve özellikle benzer grupların tespit edilmesi üzerine odaklanılmıştır. Bu çalışmada, mekansal erişilebilirliği ölçen Gandy Nomogramı, zamanla değişen hareketlilik özelliklerini ve kümeleri tespit edecek şekilde ileriye taşınmıştır. Çalışma kapsamında; (1) hizmet merkezlerinin erişilebilirlik dağılımı çıkarılmış, (2) erişilebilirliğe ilişkin zamansal değişim örüntüleri saptanmış, (3) hiyerarşik kümeleme yöntemiyle benzer gruplar ortaya çıkarılmış ve (4) örüntülerin ve grupların rastlantısal olmadığı istatistiksel testlerle doğrulanmıştır. Ağ modelini esas alan üçüncü çalışmada, hasta hareketlilik ağı kullanılarak, mekansal kısıtlı çizge bölütleme yaklaşımıyla Türkiye'de sağlık alanında işlevsel bölgeler ortaya çıkarılmıştır. Veri güdümlü olarak tespit edilen bölgeler, Sağlık Bakanlığı'nca belirlenen mevcut bölgelerle karşılaştırılmıştır. Bu çalışmada ayrıca ağ modelinden elde edilen ağırlıklı kümeleme katsayısı ve modülerlik metrikleri esas alınarak, hareketlilik ağındaki zamana göre oluşan yapısall değişiklikler tanımlanmış ve öz düzenleyici haritalar ve çok değişkenli paralel koordinat çizimi kullanılarak mekansal-zamansal akış örüntüleri ortaya çıkarılmıştır. Bölgesel ve zamansal değişimlerin gözlemlendiği hareketlilik örüntüleri, çeşitli boyutlarda hizmet sunumu farklılıklarına ve arz-talep dengesizliklerine işaret etmektedir. Tezin önemli bilimsel çıktılarından birisi de mekansal etkileşim örüntülerinin ortaya çıkarılması amacıyla geliştirilen akış haritası üretim aracıdır. İnternet tabanlı geliştirilen uygulama, çok boyutlu öznitelik bilgileri içeren mekanlar arası akışların analizi için; filtreleme, ön izleme, sınıflandırma, akış çizgisi ve düğüm görselleştirme fonksiyonlarına sahiptir. Bu araç ile akışların kaynak ve hedef konumlarını etkileme potansiyeli olan mekansal dinamikleri anlamlandırma ve yorumlama mümkün hale gelmektedir. Bu ayırt edici etkiler bazı yerleşim yerlerinin özgünlüğünü ortaya koymakta ve farklı mekansal rolleri anlamakta önemli bir unsur teşkil etmektedir. Bu tezde büyük hacimli, çok boyutlu ve karmaşık mekansal etkileşim verileri bütüncül bir yaklaşımla analiz edilmekte ve literatürde kullanılan yöntem ve araçlara katkıda bulunulmaktadır. Araştırma; mekansal etkileşimi açıklayan yeni bir değişkenin tespit edilmesi, çok sayıda hizmet merkezinin erişilebilirliğini mekansal-zamansal olarak analiz eden bir yöntem ortaya konulması, hasta hareketlilik örüntülerinden veri güdümlü sağlık hizmet bölgelerinin ortaya çıkarılarak yürürlükteki mevcut sağlık bölgeleriyle karşılaştırılması, mekanlar arası akış kümelerinin tespit edilmesi ve yeni bir mekansal akış haritası görselleştirme aracının geliştirilmesi gibi katkıları açısından özgün değer taşımaktadır.