基于CiteSpace的我國GIS專業教學期刊可視化分析

王 莉，景海濤，杜久升，程結海

（1.河南理工大學 測繪與國土信息工程學院，河南 焦作 454003）

為實現我國GIS專業發展的定量分析，本文應用知識圖譜方法，對CNKI上主題含有“GIS專業”的文章，從GIS專業研究的發展趨勢、科研機構、作者、研究熱點和前沿等方面進行可視化分析，旨在全面把握我國GIS專業教學領域的研究熱點和前沿，為我國GIS專業的教學研究提供有價值的參考［1-3］。

1 數據來源

選擇中國學術期刊網絡出版總庫(CNKI)收錄2000～2016年主題含有“GIS專業”的文章，檢索條件為“精確”，檢索時間為 2016-12-28，共檢索到510條記錄，去除部分不屬于GIS專業教學領域文獻，最后確認452篇文獻為本研究所需。

2 研究方法

2.1 文獻計量法

文獻計量法即通常所說的文獻統計分析，就是利用數學、統計學等方法對相關文獻特征進行統計分析，用數據來描述或解釋文獻的分布結構、數量關系和變化規律的方法，從而解釋文獻特點。

2. 2 共現分析法

共現分析法是1986年法國國家科學研究中心CNRS的研究員Callon、Law和Rip提出的。它基于文獻內容特征，將各種文獻中的共現信息進行定量分析，用以揭示文獻的關聯和特征項所隱含的寓意。一般認為，詞匯在同一篇文獻中出現的次數越多，則代表這兩個主題的關系越緊密，統計文獻的主題詞兩兩之間在同一文獻中出現的次數，便可分析這些詞所代表的學科和主題的結構變化，發現學科的研究熱點，橫向和縱向分析學科領域的動態過程和靜態結構［4］。

2. 3 詞頻統計分析法

詞頻統計分析法是指利用能反映文獻核心內容的關鍵詞，依據其出現次數的高低揭示研究對象發展的數量關系和內在規律的一種計量學方法，出現的頻次越高說明GIS專業教學研究領域的研究者關注的程度高，則有可能代表GIS專業教學的研究熱點和前沿。

2. 4 可視化分析法

可視化分析法是利用計算機圖形學和圖像處理技術，將數據轉換成圖形或圖像的方法。

本研究在共現分析方法、詞頻分析方法和可視化分析方法的基礎上，借助大連理工大學WISE實驗室和美國Drexel University 信息科學與技術學院陳超美博士用科學計量學及其最新的知識圖譜聯合開發的CiteSpaceⅢ（版本號為4.0.R5 （64-bit）） 科學文獻分析工具［5］，將CNKI下載的 452篇文獻摘要數據，輸入CiteSpaceⅢ軟件中，將時間跨度選為 2000～2016 年，Time Slice(時區分割) 為 17 a，主題詞來源為 Title（標題）、Abstract（摘要）、Keywords （關鍵詞），閾值設置為默認值（2，2，20）（2，2，20） 和（2，2，20） ， 選 定路徑搜索為最小生成樹( Minimum Spanning Tree) 算法，其科研機構（Institution）、作者（Author）共現采用最小生成樹（Minimum Spanning Tree）算法。依據分析內容的不同，選定相應的網絡節點，如作者、關鍵詞、科研機構等，繪制出我國GIS專業教學研究領域的知識圖譜。

3 研究結果與討論

3.1 研究文獻時間分布分析

GIS專業教學研究領域發表論文的數量與時間變化關系，能夠揭示出該領域的研究歷史，并預測其發展趨勢［6］。由圖 1 可知，我國GIS專業教學論文量呈逐漸增長，大致可分為 3個階段：第 1 階段為起步階段（2000～2006年），7 a間共發表論文71 篇，占總量的15.71% ；第 2 階段為高速發展階段（2007～2012年），6 a間發表論文214 篇，占論文總量的47.35%，并呈逐年快速增長；到 2012年論文發表量達到頂峰，為52篇。第 3 階段為平穩發展階段（2013～2016年），我國GIS專業教學研究進入了比較平穩的時期，4 a間共發表167篇，占論文總量的36.95%，此階段，我國GIS專業教學研究理念逐漸成熟，雖年度論文量有所下降，但依然維持較高的水平，年均發文量為41.75篇。

圖1 2000～2016年我國GIS專業教學論文發表年度趨勢

3.2 科研機構知識圖譜分析

科研機構的共現分析可以直觀表現出我國GIS專業教學研究的主要力量及其科研影響力分布。運用CiteSpace Ⅲ軟件對科研機構（Institution）進行分析，得到我國GIS專業教學領域科研機構知識圖譜（圖 2）。

圖 2 2000～2016年我國GIS專業教學研究機構共現網絡

如圖2所示，每個節點代表一個科研機構，節點的大小與科研機構發文量成正比，節點間的連線代表科研機構之間的合作關系。由圖 2 可知，武漢大學與滁州學院的節點最大，2000～2016 年間發表GIS專業研究論文 9篇，排在首位；排名第 3 位的是江西理工大學、河南理工大學、山東科技大學和廣西師范學院，分別發表論文 7篇。武漢大學在GIS專業教學與科研的研究領域遠遠領先于其它學校，并具有較強的科研實力。另外，其他綜合型大學對我國GIS專業研究高度關注，科研實力雄厚，是我國GIS專業教育研究的主要力量。

從圖 2 中可以看出，排名前50的機構（N=50），網絡密度比較低（Density=0. 0057），表明我國GIS專業的科研機構分布比較廣泛。其中，有7所機構有合作關系（E=7）。最大的合作網絡是以武漢大學為核心與中南大學等構建的共現網絡；其次，是由山東科技大學、東華理工學院等構建的第 2 大共現網絡，在GIS專業不同領域進行研究和緊密合作。

3.3 核心作者知識圖譜分析

一般來說，作者的發文量反映其知識的產出能力，是作者科研能力的客觀評價標準之一。作者的科研成就與其在重要刊物上發表的論文數量高度相關。本研究的 452篇文獻中，經統計，出現頻次 5次以上的有13人，出現頻次 3～4次的有37人。說明我國GIS專業教學領域受到廣大學者的關注，高產作者相對集中。

運用 CiteSpaceⅢ軟件，得到作者共現網絡（圖 3）。節點的大小與作者發文量成正比，節點的連線代表作者間的合作關系。由圖 3 可知，程朋根和鄭春燕的節點最大，發表論文9篇，排在首位；其次是胡華科、李大軍、吳德華和王春發表論文7篇；第 7位是鄭貴州、楊冰、劉興權，各發表論文6篇。

圖3 2000～2016 年我國GIS專業教學研究作者共現網絡

通過對作者所屬科研機構的網站介紹發現：我國GIS專業教學研究領域排名前 13 的作者中，教授 7人，占53.85%，副教授 3人（23.08%），講師3人（23.08%），說明我國GIS專業教學研究作者群力量雄厚。在作者共現網絡中進行FindClusters功能，發現核心作者共現網絡密度較高，但是均以各自科研機構形成小型合作團隊，這些團隊為我國GIS專業教育研究與發展做出了較大的貢獻，對我國GIS專業的發展起到積極作用。

3. 4 高頻關鍵詞與共現網絡分析

關鍵詞是論文研究內容的高度濃縮，反映研究領域的關注焦點和研究者感興趣的學術問題。運用 CiteSpaceⅢ軟件，得到關鍵詞突現網絡的主干結構（圖4）。

表 1 列出我國GIS專業教學研究頻次和突現值前 10名的關鍵詞。其中，除了關鍵詞“地理信息系統”出現的頻次最高，為 248次；其次是GIS專業出現的頻次為99次；排名第 3 是教學改革，出現頻次為57次。突現性較高的關鍵詞代表我國GIS專業教學研究的熱點和前沿問題，突現值排名第1位的是課程設置，突現值為 5.988 5；其次是地理信息科學，突現值為3.627 3；排名第 3 是教學改革，突現值為 3.344 3。說明教學改革和課程設置是GIS專業教學領域的中心。

由圖 4 可知，根據聚類將關鍵詞的共現網絡分為 6個熱點知識群，這些知識群代表了GIS教學領域研究的熱點和前沿。

表1 2000～2016 年我國GIS專業教學研究高頻和高突顯性關鍵詞

圖4 2000-2016 年我國GIS專業教學研究核心關鍵詞共現網絡

知識群 1“地理信息系統”在網絡中的節點最大，與它直接相連的關鍵詞“實驗教學”、“實踐教學”、“高等教育”等形成了共現關系較強的子網絡。表明學者一直關注GIS專業實踐教學的改革和效果、GIS實踐體系構建等方面［6,7］。

知識群 2“GIS專業”為核心，與它直接相連的關鍵詞“課程設置”、“人才培養”和“課程體系”等形成了關系緊密的子網絡。表明GIS專業的課程設置和人才培養模式一直是GIS專業研究的熱點和前沿內容，尤其是GIS專業課程體系設計，GIS專業創新能力和團隊合作能力的培養［8,9］。

知識群3 中的高頻關鍵詞“教學改革”、“課程建設”與“專業人才”緊密聯系形成子網絡。說明教學內容和知識結構的研究為該時期研究的熱點，并與時代的背景密切相關，針對不同的專業人才采用不同的課程設置和知識結構［10,11］。

知識群4中的高頻關鍵詞“教學模式”、“教學內容”與“教學實踐”緊密聯系，包括GIS專業課程的教學內容改進和教材編制，教學模式的改革等。

知識群5中的關鍵詞“實踐教學體系”、“人才培養模式”與“實踐能力”等構成的子網絡，包括GIS實踐教學基地建設、校企合作機制的建設等方面［12］。

知識群6中的高頻關鍵詞“地理信息科學”、“培養方案”與“學科建設”等構成的子網絡。2012年GIS專業更名以后，地理信息科學的研究逐漸增多，具體研究方向為GIS學科建設、專業課程體系建設、培養方案設計等方面。

4 結 語

我國GIS專業教學研究呈現從快速增長到緩慢增長的趨勢，可以分為起步階段、高速發展階段、平穩發展3個階段。研究熱點主要集中于教學改革、人才培養、課程設置、實踐教學等方面。研究領域擁有一大批經驗豐富、理論水平高的科研人員，雖然所占總人數的比例較小，但是實力雄厚，基礎扎實，大力推動了我國GIS專業教育研究領域的發展。

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