潘 杰,劉海硯,李澤仁,車 森,呂 崢

(信息工程大學 地理空間信息學院，河南 鄭州 450052)

基于《測繪工程》期刊的測繪技術動態(tài)可視化分析

潘 杰,劉海硯,李澤仁,車 森,呂 崢

(信息工程大學 地理空間信息學院，河南 鄭州 450052)

結合文獻計量方法與可視化技術，以《測繪工程》期刊1996-2015年間發(fā)表的論文為數(shù)據源，進行關鍵詞、摘要的統(tǒng)計分析，并將統(tǒng)計結果以統(tǒng)計圖表和地圖的形式展現(xiàn)，直觀地反映工程技術實踐類測繪研究的研究熱點以及核心研究區(qū)的地理分布。從研究結果可以得出我國工程技術實踐類測繪研究每年的研究熱點都不相同，學科的發(fā)展地理分布較不平衡，一定程度上反映我國工程技術實踐類測繪研究的水平。

論文；統(tǒng)計；可視化；研究熱點；測繪工程

近20年來，隨著信息技術的不斷發(fā)展，技術的革新、需求的擴大必然牽引著理論研究的創(chuàng)新與發(fā)展，作為測繪研究最前端的測繪期刊無疑是對測繪研究最權威的呈現(xiàn)。《測繪工程》作為黑龍江省教育廳主管、黑龍江工程學院與中國測繪地理信息學會主辦的國內外公開發(fā)行的測繪期刊，自創(chuàng)刊以來，在活躍我國工程技術實踐類測繪的學術氣氛，反映該領域的最新成果，培養(yǎng)和發(fā)現(xiàn)測繪專業(yè)技術人才，推動我國測繪科學與技術的發(fā)展等方面起到一定的作用。為了實現(xiàn)對我國測繪科技發(fā)展狀況從定性到定量的分析，本文結合文獻計量學的方法，采用可視化技術對《測繪工程》期刊1996—2015年所出版的1 862篇科技論文進行關鍵詞、摘要以及發(fā)文地等方面的統(tǒng)計和分析，得出我國工程技術實踐類測繪研究內容的變化情況以及核心研究區(qū)的分布狀況。

1 《測繪工程》期刊的地位與作用

創(chuàng)刊于1992年的《測繪工程》期刊作為工程實踐類測繪技術的交流平臺，對工程實踐類研究熱點有較強的代表作用。因此把它的論文數(shù)據作為本文分析的數(shù)據源：

1)《測繪工程》期刊是測繪界各學者進行學術交流和研究成果發(fā)表的園地，介紹國內外測繪科技的新理論、新方法、新技術，對彰顯測繪行業(yè)發(fā)展動態(tài)具有代表意義。

2)《測繪工程》期刊對論文的選擇、編輯上有著自己嚴格的標準，在其上發(fā)表的諸多文獻都對測繪行業(yè)的發(fā)展起到重要作用，該期刊還獲得過“黑龍江省優(yōu)秀期刊”的稱號和優(yōu)秀測繪期刊評選的一等獎，在測繪界內很受重視與好評。

3)其期刊的數(shù)據大，而且保留較為完整，滿足進行可視化分析對數(shù)據的要求，能在很大程度上反映測繪行業(yè)近些年的發(fā)展情況，提供一個清晰的發(fā)展軌跡，對分析測繪行業(yè)的發(fā)展動態(tài)起到重要作用。

2 測繪技術動態(tài)的可視化分析

2.1 研究熱點的變化

期刊論文數(shù)據具有一定的結構和要素，屬于半結構化數(shù)據，和一般的文本數(shù)據不一樣。論文的關鍵詞和摘要在一定程度上反映該篇論文的主要研究內容。本文采用的軟件是武漢大學開發(fā)的ROST詞頻統(tǒng)計軟件和中國科學院計算技術研究院研制的漢語詞法分析系統(tǒng)ICTCLAS，對期刊論文數(shù)據的關鍵詞、摘要進行統(tǒng)計分析，從而得到《測繪工程》期刊論文的研究內容在時間上的變化情況。

2.1.1 關鍵詞統(tǒng)計

表1中表示的是剔除無用詞后，從1996—2015年間每年出現(xiàn)頻率最高的關鍵詞，從中可以看出，不同年份詞頻最高的關鍵詞有所變化，這反映出20年來，測繪科學每年的研究熱點都不盡相同。其中詞頻的均值為6.05，最高的為16，即2002年“地理信息系統(tǒng)”。從關鍵詞內容上可以看出，2001—2003年，主要屬于GIS和地圖制圖范疇。

圖1是關鍵詞隨時間變化的統(tǒng)計圖，折線圖表示該詞所占當年所有關鍵詞的比例，條形圖表示詞頻。從圖1可以看出，從1996—2015年關鍵詞的詞頻與其所占比例基本上呈正相關關系，也就是說，該關鍵詞詞頻越高，其所占的比例越大，從而可以說明該詞具有一定代表性，可以反映當年的研究熱點。從2004—2013年，每年的關鍵詞總數(shù)增多，最高詞頻下降，最高詞頻關鍵詞所占比例也較之前明顯下降，這說明這幾年的工程實踐類測繪的研究內容相比之下比較分散，更加多元化。

表1 1996—2015年詞頻關鍵詞統(tǒng)計

圖1 2003—2015年詞頻關鍵詞隨時間變化圖

2.1.2 論文內容分類

本文根據論文的題目、關鍵詞、摘要對其進行分類，主要分成3類：大地測量學與測量工程、攝影測量與遙感、地圖制圖學與地理信息工程。表2表示從1996—2015年間總計1 862篇論文按內容分類的統(tǒng)計結果。從表2可以看出，近20年間，發(fā)文數(shù)量最高的為大地測量學與測量工程類，共897篇，占論文總數(shù)的48.17%；第二位為地圖制圖學與地理信息工程類，占論文總數(shù)的33.35%；第三位為攝影測量與遙感類，占論文總數(shù)的18.48%。從表中可知大地測量學與測量工程類別的論文比例將近總數(shù)的一半。地圖制圖學與地理信息工程位居其次，攝影測量與遙感的論文相對較少?？梢姶蟮販y量與工程測量一直是工程技術實踐類測繪領域相對核心的研究領域。由于《測繪工程》主要來稿單位是一些偏重工科的院校和一線測繪部門，相對偏重工程測量，故對地圖制圖學與地理信息工程和攝影測量與遙感涉及相對要少一些。

表2 論文內容分類統(tǒng)計

2.1.3 各類論文的研究熱點

通常情況下，論文的摘要確切地反映論文的研究內容及作者的觀點，故本文利用ICTCLAS分詞軟件依據權重比對摘要中的關鍵詞進行提取。

2.1.3.1 大地測量學與測量工程

表3是對大地測量學與測量工程類論文關鍵詞提取的結果。

點云數(shù)據是三維測量獲得的測量數(shù)據，這反映了測量領域中三維測量是一熱點。

支持向量機、擬合、協(xié)方差、實測數(shù)據可以歸為一類。大地測量學與測量工程必然離不開測量及測量數(shù)據誤差的處理。BP神經網絡是1986年由Rumelhart和McCelland為首的科學家小組提出，是一種按誤差逆?zhèn)鞑ニ惴ㄓ柧毜亩鄬忧梆伨W絡，是目前應用最廣泛的神經網絡模型之一。支持向量機(Support Vector Machine，SVM)是一種監(jiān)督式學習的方法，可廣泛地應用于統(tǒng)計分類以及回歸分析。隨著社會的發(fā)展，測量的需求越來越大；而隨著計算機的發(fā)展與測量儀器的更新，傳統(tǒng)測量技術向數(shù)字化測量技術轉化，測量的精度要求也必然越來越高?？梢灶A測在相當長的一段時間里，我國大地測量學與測量工程的發(fā)展趨勢將是：測量數(shù)據采集和處理更加自動化、數(shù)字化；測量數(shù)據的管理更加科學化、標準化；測量數(shù)據的應用也將更加廣泛。

表3 大地測量學與測量工程關鍵字

衛(wèi)星鐘差、單點定位、廣播星歷可以歸為一類，可見衛(wèi)星大地測量是現(xiàn)在大地測量的重要發(fā)展方向。回到原始數(shù)據發(fā)現(xiàn)，GPS定位技術在2000年之后成為新的測繪研究熱點。GPS是新一代衛(wèi)星導航與定位系統(tǒng)，它具有三維導航與定位能力。近年來，隨著GPS定位技術改進，軟、硬件進一步完善，傳統(tǒng)測量工程中使用的以測角、測距、測水準為主體的地面定位技術，正在逐步被高速、高精度、節(jié)省、易操作的GPS技術取代。在未來隨著北斗導航的發(fā)展與完善，GPS在我國必然會被北斗替代，而定位技術在測繪研究領域所占比重也必將越來越大。

2.1.3.2 地圖制圖學與地理信息工程

表4是對地圖制圖學與地理信息工程關鍵詞提取的結果。

本文按權重從大到小提取排在前10位的關鍵詞。從中可看出，當前地圖制圖學與地理信息工程的研究熱點排名前三的是“電子地圖”、“地理信息”、“點云數(shù)據”，由此判斷“電子地圖”、“地理信息”、“點云數(shù)據”是當前研究熱點或者與研究熱點相關性較大。計算機網絡技術的發(fā)展使電子地圖成為地圖的網絡化產品，電子地圖相比傳統(tǒng)紙質地圖擁有更大優(yōu)勢，是當前的研究重點之一?！皣珉娮拥貓D”更是反映我國對這一類型電子地圖的發(fā)展尤為重視。地理信息是地理信息系統(tǒng)的基礎，地理信息來自數(shù)據采集，數(shù)據采集是地理信息系統(tǒng)一個不可或缺過程，基礎數(shù)據對于地理信息系統(tǒng)具有重大意義。而“點云數(shù)據”在地圖制圖學與地理信息工程領域占較大比重，說明地圖制圖學與地理信息工程領領域已離不開三維點云數(shù)據。柵格數(shù)據是地理信息系統(tǒng)中最重要的一種數(shù)據類型。城市規(guī)劃高權重則表明地理信息系統(tǒng)技術在我國城市發(fā)展中不可或缺的作用。虛擬現(xiàn)實技術和增強現(xiàn)實技術的較大權重反映地理信息系統(tǒng)在現(xiàn)代前沿科研領域的應用愈加廣泛與深入。

表4 地圖制圖學與地理信息工程

2.1.3.3 攝影測量與遙感

表5是對攝影測量與遙感類論文關鍵詞提取的結果。

由表5可知，攝影測量與遙感類論文主要涉及熱點有3類：一是遙感影像獲取類；二是遙感數(shù)據測量類；三是數(shù)據分析與處理類。

表5 攝影測量與遙感

在占權重前十的熱點中可以看出，作為遙感技術運用的第一步，遙感影像的獲取在其中的地位是十分重要的，畢竟獲得遙感圖像是對遙感影像進行視覺認識的基本保障，只有當獲得清晰度足夠的遙感影像，才能在接下來的數(shù)據分析中得到可靠的結論[5]。

其次，遙感數(shù)據測量也占了較大比重?！昂娇諗z影測量”、“攝影測量”、“點云”、“近景攝影測量”都與數(shù)據測量密切相關。遙感科學發(fā)展至今，已經進入一個能動態(tài)、快速、多平臺、多時相、高分辨率提供對地觀測數(shù)據的新階段，越來越高的遙感數(shù)據測量精確度要求牽引著遙感數(shù)據測量技術的改進與發(fā)展。

數(shù)據分析與處理對于攝影測量來說也至關重要?？煽康慕Y論離不開對獲取得到的數(shù)據進行高精度處理，諸如“解算”、“相位解纏”、“神經網絡”都是對數(shù)據的分析與處理。

“土地利用”說明攝影測量與遙感在土地利用方面應用較廣。

2.2 核心研究區(qū)分布

依據第一作者的單位及單位所在地進行可視化的結果(見圖2)。從圖中大致可以看出工程技術實踐類測繪研究區(qū)域的分布，總體上呈現(xiàn)東多西少、南多北少。而研究的熱度可以由紅色圓圈的大小得出，鄭州、武漢、南京、北京、哈爾濱的發(fā)文數(shù)量遠遠超過其他城市。回歸數(shù)據做定量分析，得出3個表格，見表6～表8。

圖2 論文發(fā)文量地域分布圖

表6 主要城市的論文發(fā)文量

表7 主要單位的論文發(fā)文量

表8 主要城市不同類別論文的比例

在錄入的1 862篇論文中，超過60%集中于以上8個城市，可見這8個城市在工程技術類測繪領域的研究較為領先。分析得出以下幾點原因：

1)以上城市對測繪實踐的需求較高。這8個熱點城市均為直轄市或者省會城市，經濟、科技等各方面較發(fā)達，城市的發(fā)展建設離不開測繪保障，城市基礎設施的建設需要工程測量、地形測量，大型建筑建設及地鐵建設的沉降測量，城市地形圖交通圖行政圖的繪制等，越是發(fā)達的城市越是離不開測繪；

2)城市高等教育相關領域的水平也與測繪研究密切相關。高等院校是測繪領域研究的前沿機構，發(fā)文量前五均為高等院校，其發(fā)文量遠遠大于行政與企事業(yè)單位。信息工程大學(解放軍測繪學院、信息工程大學地理空間信息學院)發(fā)文量281占鄭州市96.9%，信息工程大學偏重于工科，故在本刊中發(fā)文量處于領先地位；武漢大學(原武漢測繪科技大學)發(fā)文量138占武漢市70.4%；河海大學發(fā)文量110占南京64.0%；中南大學發(fā)文量72占長沙67.9%；黑龍江工程學院發(fā)文量54占哈爾濱47.0%，因為其為期刊的主辦方，有一定的地域優(yōu)勢。

3)從表8分析可得鄭州市，即信息工程大學側重點在于地圖制圖學與地理信息工程，武漢、南京、哈爾濱重點則在大地測量學與測量工程，尤其是以河海大學為主的南京地區(qū)大地測量學與測量工程類的發(fā)文量比例最高?！稖y繪工程》期刊側重于實際應用，以上數(shù)據說明4個城市在大地測量學與測量工程、攝影測量與遙感、地圖制圖學與地理信息工程實際應用的研究熱度與深度有差異。

3 結 論

從以上的統(tǒng)計分析可以表明，期刊論文數(shù)據具有非常高的研究價值，能夠定量描述某一學科的研究狀況及其發(fā)展。本文通過對《測繪工程》期刊近20年的1862篇論文數(shù)據采用統(tǒng)計圖表并結合可視化圖形，可以得出以下結論：

1)工程技術實踐類測繪研究從時間上看，每年的研究熱點都有所不同，且研究內容從2004年起更加的豐富、多元化?？傮w研究熱點主要集中在大地測量與工程測量，而2001—2003年間，主要集中在地圖制圖學與地理信息工程方面；

2)通過對論文摘要的關鍵詞提取，分析得出當前工程技術實踐類測繪研究在不同領域有各自的研究熱點，分別是：GPS定位技術、GIS地理信息系統(tǒng)工程以及RS遙感影像技術；

3)通過對第一作者的單位及所在地的可視化分析，得出工程技術實踐類測繪研究在區(qū)域分布上較不平衡，主要分布在鄭州、武漢、南京等大中型城市。

[1] 趙紅,趙良英. 《測繪學報》論文及作者的統(tǒng)計分析[J]. 測繪學報,1998,27(3):274-281.

[2] 寧津生,王正濤. 2012—2013年測繪學科發(fā)展綜合報告[J]. 測繪科學,2014,39(2):3-10.

[3] 劉巖,李小濤,杜化榮,等. 近30年我國兩大醫(yī)學信息學期刊研究熱點的文獻計量分析[J]. 中華醫(yī)學圖書情報雜志,2011,20(1):1-4.

[4] 李小濤,劉巖,劉亞民,等. 我國兩大醫(yī)學信息學期刊不同時期研究熱點的比較分析[J]. 中華醫(yī)學圖書情報雜志,2011,20(1):10-14.

[5] 程維紅,任勝利. 中國科技期刊開放存取出版現(xiàn)狀[J]. 編輯學報,2007,20(3):196-198.

[6] 陳生,曾行吉,梁軍. 基于GIS的統(tǒng)計數(shù)據可視化研究[J]. 計算機工程與設計,2008(14):3757-3759.

[7] 李靜,劉海硯. 基于測繪期刊論文數(shù)據的可視分析[J]. 測繪通報,2016(6):50-54.

[8] 林鴻飛,高天,姚天順. 中文文本的可視化表示[J]. 東北大學學報,2000,21(5):501-504.

[9] 寧津生. 測繪工程專業(yè)和測繪學[J]. 測繪工程,2000,9(2):70-74.

[10] 李靜,董良廣,游蘇寧. 《中國科技期刊研究》2006年至2011年載文關鍵詞分析[J]. 中國科技期刊研究,2012(3):404-407.

[11] 牛汝辰. 中國測繪期刊觀察[J]. 測繪科學,2009,34(1):25-28.

[12] 王家耀. 地理信息系統(tǒng)的發(fā)展與發(fā)展中的地理信息系統(tǒng)[J]. 中國工程科學,2009(2):10-16.

[13] 王曰芬. 文獻計量法與內容分析法的綜合研究[D].南京：南京理工大學,2007.

[14] 唐家渝,劉知遠,孫茂松. 文本可視化研究綜述[J]. 計算機輔助設計與圖形學學報,2013(3):273-285.

[15] 羅玲,王文福. 《測繪科學》在中國知網的文獻計量分析[J]. 測繪科學,2013，38(4):209-212.

[16] 魏建香. 學科交叉知識發(fā)現(xiàn)及其可視化研究[D].南京：南京大學,2010.

[17] 王凱. 新聞文本集可視化模型研究[D].北京：中國地質大學(北京),2013.

[責任編輯：張德福]

Visualization analysis on survering and mapping technology based on Engineering of surveying and mapping

PAN Jie, LIU Haiyan, LI Zeren, CHE Sen, LYU Zheng

(School of Surveying and Mapping,Information Engineering University,Zhengzhou 450052,China)

This paper combines bibliometrics and visualization techniques to analyze the key words and abstracts from the papers published in the Journal of Surveying and Mapping from 1996 to 2015, and shows the statistical result in form of statistical charts and maps, reflecting the focuses in the research of the engineering practice of surveying and mapping and core distribution in the study area. The research result can be concluded that the focus in the research of surveying and mapping engineering practice groups are not the same, and the development of discipline distribution is unbalanced, partly reflecting China’s surveying and mapping level of engineering practice.

paper; statistics; visualization; research focus; surveying and mapping engineering

引用著錄：潘杰,劉海硯，李澤仁，等.基于《測繪工程》期刊的測繪技術動態(tài)可視化分析[J].測繪工程，2017，26(4)：75-80.

10.19349/j.cnki.issn1006-7949.2017.04.014

2016-08-29

地理信息工程國家重點實驗室開放基金資助課題(SKLGIE-M-4-3);國家自然科學基金資助項目(41501446；41471387)

潘 杰(1995-)，男，本科生.

C82

A

1006-7949(2017)04-0075-06