基于《測繪工程》期刊的測繪技術(shù)動(dòng)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(xué) 地理空間信息學(xué)院，河南 鄭州 450052)

基于《測繪工程》期刊的測繪技術(shù)動(dòng)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(xué) 地理空間信息學(xué)院，河南 鄭州 450052)

結(jié)合文獻(xiàn)計(jì)量方法與可視化技術(shù)，以《測繪工程》期刊1996-2015年間發(fā)表的論文為數(shù)據(jù)源，進(jìn)行關(guān)鍵詞、摘要的統(tǒng)計(jì)分析，并將統(tǒng)計(jì)結(jié)果以統(tǒng)計(jì)圖表和地圖的形式展現(xiàn)，直觀地反映工程技術(shù)實(shí)踐類測繪研究的研究熱點(diǎn)以及核心研究區(qū)的地理分布。從研究結(jié)果可以得出我國工程技術(shù)實(shí)踐類測繪研究每年的研究熱點(diǎn)都不相同，學(xué)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(shù)實(shí)踐類測繪研究的水平。

論文；統(tǒng)計(jì)；可視化；研究熱點(diǎn)；測繪工程

近20年來，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，技術(shù)的革新、需求的擴(kuò)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(duì)測繪研究最權(quán)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(xué)院與中國測繪地理信息學(xué)會(huì)主辦的國內(nèi)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(shù)實(shí)踐類測繪的學(xué)術(shù)氣氛，反映該領(lǐng)域的最新成果，培養(yǎng)和發(fā)現(xiàn)測繪專業(yè)技術(shù)人才，推動(dòng)我國測繪科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展等方面起到一定的作用。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)我國測繪科技發(fā)展?fàn)顩r從定性到定量的分析，本文結(jié)合文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)的方法，采用可視化技術(shù)對(duì)《測繪工程》期刊1996—2015年所出版的1 862篇科技論文進(jìn)行關(guān)鍵詞、摘要以及發(fā)文地等方面的統(tǒng)計(jì)和分析，得出我國工程技術(shù)實(shí)踐類測繪研究內(nèi)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(shí)踐類測繪技術(shù)的交流平臺(tái)，對(duì)工程實(shí)踐類研究熱點(diǎn)有較強(qiáng)的代表作用。因此把它的論文數(shù)據(jù)作為本文分析的數(shù)據(jù)源：

1)《測繪工程》期刊是測繪界各學(xué)者進(jìn)行學(xué)術(shù)交流和研究成果發(fā)表的園地，介紹國內(nèi)外測繪科技的新理論、新方法、新技術(shù)，對(duì)彰顯測繪行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)具有代表意義。

2)《測繪工程》期刊對(duì)論文的選擇、編輯上有著自己嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，在其上發(fā)表的諸多文獻(xiàn)都對(duì)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(hào)和優(yōu)秀測繪期刊評(píng)選的一等獎(jiǎng)，在測繪界內(nèi)很受重視與好評(píng)。

3)其期刊的數(shù)據(jù)大，而且保留較為完整，滿足進(jìn)行可視化分析對(duì)數(shù)據(jù)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(gè)清晰的發(fā)展軌跡，對(duì)分析測繪行業(yè)的發(fā)展動(dòng)態(tài)起到重要作用。

2 測繪技術(shù)動(dòng)態(tài)的可視化分析

2.1 研究熱點(diǎn)的變化

期刊論文數(shù)據(jù)具有一定的結(jié)構(gòu)和要素，屬于半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，和一般的文本數(shù)據(jù)不一樣。論文的關(guān)鍵詞和摘要在一定程度上反映該篇論文的主要研究內(nèi)容。本文采用的軟件是武漢大學(xué)開發(fā)的ROST詞頻統(tǒng)計(jì)軟件和中國科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究院研制的漢語詞法分析系統(tǒng)ICTCLAS，對(duì)期刊論文數(shù)據(jù)的關(guān)鍵詞、摘要進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，從而得到《測繪工程》期刊論文的研究內(nèi)容在時(shí)間上的變化情況。

2.1.1 關(guān)鍵詞統(tǒng)計(jì)

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(guān)鍵詞，從中可以看出，不同年份詞頻最高的關(guān)鍵詞有所變化，這反映出20年來，測繪科學(xué)每年的研究熱點(diǎn)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(guān)鍵詞內(nèi)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(guān)鍵詞隨時(shí)間變化的統(tǒng)計(jì)圖，折線圖表示該詞所占當(dāng)年所有關(guān)鍵詞的比例，條形圖表示詞頻。從圖1可以看出，從1996—2015年關(guān)鍵詞的詞頻與其所占比例基本上呈正相關(guān)關(guān)系，也就是說，該關(guān)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(dāng)年的研究熱點(diǎn)。從2004—2013年，每年的關(guān)鍵詞總數(shù)增多，最高詞頻下降，最高詞頻關(guān)鍵詞所占比例也較之前明顯下降，這說明這幾年的工程實(shí)踐類測繪的研究內(nèi)容相比之下比較分散，更加多元化。

表1 1996—2015年詞頻關(guān)鍵詞統(tǒng)計(jì)

圖1 2003—2015年詞頻關(guān)鍵詞隨時(shí)間變化圖

2.1.2 論文內(nèi)容分類

本文根據(jù)論文的題目、關(guān)鍵詞、摘要對(duì)其進(jìn)行分類，主要分成3類：大地測量學(xué)與測量工程、攝影測量與遙感、地圖制圖學(xué)與地理信息工程。表2表示從1996—2015年間總計(jì)1 862篇論文按內(nèi)容分類的統(tǒng)計(jì)結(jié)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(xué)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(xué)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(xué)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(xué)與地理信息工程位居其次，攝影測量與遙感的論文相對(duì)較少。可見大地測量與工程測量一直是工程技術(shù)實(shí)踐類測繪領(lǐng)域相對(duì)核心的研究領(lǐng)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(duì)偏重工程測量，故對(duì)地圖制圖學(xué)與地理信息工程和攝影測量與遙感涉及相對(duì)要少一些。

表2 論文內(nèi)容分類統(tǒng)計(jì)

2.1.3 各類論文的研究熱點(diǎn)

通常情況下，論文的摘要確切地反映論文的研究內(nèi)容及作者的觀點(diǎn)，故本文利用ICTCLAS分詞軟件依據(jù)權(quán)重比對(duì)摘要中的關(guān)鍵詞進(jìn)行提取。

2.1.3.1 大地測量學(xué)與測量工程

表3是對(duì)大地測量學(xué)與測量工程類論文關(guān)鍵詞提取的結(jié)果。

點(diǎn)云數(shù)據(jù)是三維測量獲得的測量數(shù)據(jù)，這反映了測量領(lǐng)域中三維測量是一熱點(diǎn)。

支持向量機(jī)、擬合、協(xié)方差、實(shí)測數(shù)據(jù)可以歸為一類。大地測量學(xué)與測量工程必然離不開測量及測量數(shù)據(jù)誤差的處理。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是1986年由Rumelhart和McCelland為首的科學(xué)家小組提出，是一種按誤差逆?zhèn)鞑ニ惴ㄓ?xùn)練的多層前饋網(wǎng)絡(luò)，是目前應(yīng)用最廣泛的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型之一。支持向量機(jī)(Support Vector Machine，SVM)是一種監(jiān)督式學(xué)習(xí)的方法，可廣泛地應(yīng)用于統(tǒng)計(jì)分類以及回歸分析。隨著社會(huì)的發(fā)展，測量的需求越來越大；而隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展與測量儀器的更新，傳統(tǒng)測量技術(shù)向數(shù)字化測量技術(shù)轉(zhuǎn)化，測量的精度要求也必然越來越高。可以預(yù)測在相當(dāng)長的一段時(shí)間里，我國大地測量學(xué)與測量工程的發(fā)展趨勢將是：測量數(shù)據(jù)采集和處理更加自動(dòng)化、數(shù)字化；測量數(shù)據(jù)的管理更加科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化；測量數(shù)據(jù)的應(yīng)用也將更加廣泛。

表3 大地測量學(xué)與測量工程關(guān)鍵字

衛(wèi)星鐘差、單點(diǎn)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(jù)發(fā)現(xiàn)，GPS定位技術(shù)在2000年之后成為新的測繪研究熱點(diǎn)。GPS是新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)，它具有三維導(dǎo)航與定位能力。近年來，隨著GPS定位技術(shù)改進(jìn)，軟、硬件進(jìn)一步完善，傳統(tǒng)測量工程中使用的以測角、測距、測水準(zhǔn)為主體的地面定位技術(shù)，正在逐步被高速、高精度、節(jié)省、易操作的GPS技術(shù)取代。在未來隨著北斗導(dǎo)航的發(fā)展與完善，GPS在我國必然會(huì)被北斗替代，而定位技術(shù)在測繪研究領(lǐng)域所占比重也必將越來越大。

2.1.3.2 地圖制圖學(xué)與地理信息工程

表4是對(duì)地圖制圖學(xué)與地理信息工程關(guān)鍵詞提取的結(jié)果。

本文按權(quán)重從大到小提取排在前10位的關(guān)鍵詞。從中可看出，當(dāng)前地圖制圖學(xué)與地理信息工程的研究熱點(diǎn)排名前三的是“電子地圖”、“地理信息”、“點(diǎn)云數(shù)據(jù)”，由此判斷“電子地圖”、“地理信息”、“點(diǎn)云數(shù)據(jù)”是當(dāng)前研究熱點(diǎn)或者與研究熱點(diǎn)相關(guān)性較大。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展使電子地圖成為地圖的網(wǎng)絡(luò)化產(chǎn)品，電子地圖相比傳統(tǒng)紙質(zhì)地圖擁有更大優(yōu)勢，是當(dāng)前的研究重點(diǎn)之一。“國界電子地圖”更是反映我國對(duì)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(chǔ)，地理信息來自數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)采集是地理信息系統(tǒng)一個(gè)不可或缺過程，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)對(duì)于地理信息系統(tǒng)具有重大意義。而“點(diǎn)云數(shù)據(jù)”在地圖制圖學(xué)與地理信息工程領(lǐng)域占較大比重，說明地圖制圖學(xué)與地理信息工程領(lǐng)領(lǐng)域已離不開三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)。柵格數(shù)據(jù)是地理信息系統(tǒng)中最重要的一種數(shù)據(jù)類型。城市規(guī)劃高權(quán)重則表明地理信息系統(tǒng)技術(shù)在我國城市發(fā)展中不可或缺的作用。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的較大權(quán)重反映地理信息系統(tǒng)在現(xiàn)代前沿科研領(lǐng)域的應(yīng)用愈加廣泛與深入。

表4 地圖制圖學(xué)與地理信息工程

2.1.3.3 攝影測量與遙感

表5是對(duì)攝影測量與遙感類論文關(guān)鍵詞提取的結(jié)果。

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

表5 攝影測量與遙感

在占權(quán)重前十的熱點(diǎn)中可以看出，作為遙感技術(shù)運(yùn)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(duì)遙感影像進(jìn)行視覺認(rèn)識(shí)的基本保障，只有當(dāng)獲得清晰度足夠的遙感影像，才能在接下來的數(shù)據(jù)分析中得到可靠的結(jié)論[5]。

其次，遙感數(shù)據(jù)測量也占了較大比重。“航空攝影測量”、“攝影測量”、“點(diǎn)云”、“近景攝影測量”都與數(shù)據(jù)測量密切相關(guān)。遙感科學(xué)發(fā)展至今，已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)能動(dòng)態(tài)、快速、多平臺(tái)、多時(shí)相、高分辨率提供對(duì)地觀測數(shù)據(jù)的新階段，越來越高的遙感數(shù)據(jù)測量精確度要求牽引著遙感數(shù)據(jù)測量技術(shù)的改進(jìn)與發(fā)展。

數(shù)據(jù)分析與處理對(duì)于攝影測量來說也至關(guān)重要。可靠的結(jié)論離不開對(duì)獲取得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行高精度處理，諸如“解算”、“相位解纏”、“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”都是對(duì)數(shù)據(jù)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(yīng)用較廣。

2.2 核心研究區(qū)分布

依據(jù)第一作者的單位及單位所在地進(jìn)行可視化的結(jié)果(見圖2)。從圖中大致可以看出工程技術(shù)實(shí)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(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他城市。回歸數(shù)據(jù)做定量分析，得出3個(gè)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(gè)城市，可見這8個(gè)城市在工程技術(shù)類測繪領(lǐng)域的研究較為領(lǐng)先。分析得出以下幾點(diǎn)原因：

1)以上城市對(duì)測繪實(shí)踐的需求較高。這8個(gè)熱點(diǎn)城市均為直轄市或者省會(huì)城市，經(jīng)濟(jì)、科技等各方面較發(fā)達(dá)，城市的發(fā)展建設(shè)離不開測繪保障，城市基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)需要工程測量、地形測量，大型建筑建設(shè)及地鐵建設(shè)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(dá)的城市越是離不開測繪；

2)城市高等教育相關(guān)領(lǐng)域的水平也與測繪研究密切相關(guān)。高等院校是測繪領(lǐng)域研究的前沿機(jī)構(gòu)，發(fā)文量前五均為高等院校，其發(fā)文量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于行政與企事業(yè)單位。信息工程大學(xué)(解放軍測繪學(xué)院、信息工程大學(xué)地理空間信息學(xué)院)發(fā)文量281占鄭州市96.9%，信息工程大學(xué)偏重于工科，故在本刊中發(fā)文量處于領(lǐng)先地位；武漢大學(xué)(原武漢測繪科技大學(xué))發(fā)文量138占武漢市70.4%；河海大學(xué)發(fā)文量110占南京64.0%；中南大學(xué)發(fā)文量72占長沙67.9%；黑龍江工程學(xué)院發(fā)文量54占哈爾濱47.0%，因?yàn)槠錇槠诳闹鬓k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(xué)側(cè)重點(diǎn)在于地圖制圖學(xué)與地理信息工程，武漢、南京、哈爾濱重點(diǎn)則在大地測量學(xué)與測量工程，尤其是以河海大學(xué)為主的南京地區(qū)大地測量學(xué)與測量工程類的發(fā)文量比例最高。《測繪工程》期刊側(cè)重于實(shí)際應(yīng)用，以上數(shù)據(jù)說明4個(gè)城市在大地測量學(xué)與測量工程、攝影測量與遙感、地圖制圖學(xué)與地理信息工程實(shí)際應(yīng)用的研究熱度與深度有差異。

3 結(jié) 論

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

1)工程技術(shù)實(shí)踐類測繪研究從時(shí)間上看，每年的研究熱點(diǎn)都有所不同，且研究內(nèi)容從2004年起更加的豐富、多元化。總體研究熱點(diǎn)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(xué)與地理信息工程方面；

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

3)通過對(duì)第一作者的單位及所在地的可視化分析，得出工程技術(shù)實(shí)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。

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[責(zé)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(shù)動(dòng)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(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金資助課題(SKLGIE-M-4-3);國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(41501446；41471387)

潘 杰(1995-)，男，本科生.

C82

A

1006-7949(2017)04-0075-06