國內(nèi)無人機(jī)傾斜攝影研究領(lǐng)域的知識圖譜可視化分析

孫小瓊，李 威

(貴州省山地資源研究所，貴州 貴陽 550001)

1 引言

知識圖譜理論與方法成為科學(xué)計量學(xué)研究的最前沿[1]，是有機(jī)結(jié)合傳統(tǒng)科學(xué)計量學(xué)來展現(xiàn)學(xué)科結(jié)構(gòu)和發(fā)展的可視化圖譜[2,3]。近年來，我國興起運(yùn)用科學(xué)知識圖譜方法來把握學(xué)科研究前沿和知識基礎(chǔ)發(fā)展動態(tài)的浪潮[4,5]。廉同輝利用知識圖譜分析了2000～2010年旅游學(xué)科研究[6]，梁宇哲則分析了無人機(jī)遙感研究[7]。無人機(jī)傾斜攝影作為近年來廣泛應(yīng)用的技術(shù)手段，迄今為止國內(nèi)還很少有人運(yùn)用科學(xué)知識圖譜方法，對已有無人機(jī)傾斜攝影研究成果進(jìn)行梳理總結(jié)。因此，本研究擬采用CiteSpace軟件繪制2015～2020年無人機(jī)傾斜攝影研究領(lǐng)域的知識圖譜，從關(guān)鍵詞、研究機(jī)構(gòu)和作者、突現(xiàn)詞等角度進(jìn)行分析，以探析近年來國內(nèi)此領(lǐng)域研究的情況，以期對國內(nèi)無人機(jī)傾斜攝影研究有一個較為整體、全面的認(rèn)識和把握。

2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

本研究數(shù)據(jù)源于CNKI中國學(xué)術(shù)期刊(網(wǎng)絡(luò)版)，檢索主題詞為“無人機(jī)傾斜攝影”，以“篇名”為檢索途徑，檢索來源主要為期刊，檢索時間節(jié)點(diǎn)截至2020年，共檢索到1065篇文獻(xiàn)，數(shù)據(jù)下載日期為2021年3月16日。并對檢索結(jié)果進(jìn)行去重、整理，以剔除廣告、報紙報道、無作者文獻(xiàn)等不相關(guān)條目，最終得到樣本文獻(xiàn)1044篇。

2.2 研究方法

知識圖譜是指通過數(shù)據(jù)挖掘、信息分析、科學(xué)計量和圖形繪制等一系列處理來可視化地展示某一學(xué)科領(lǐng)域的知識，具有知識導(dǎo)航的作用[8]，以科學(xué)知識為計量研究對象[9]，其概念在文獻(xiàn)計量學(xué)出現(xiàn)時就被提出來了[10～12]。本研究擬采用華裔學(xué)者陳超美教授研發(fā)的文獻(xiàn)計量學(xué)工具CiteSpace 5.6.R3軟件，這是一款可用于觀察某個研究領(lǐng)域的研究趨勢或動向，并以可視化的方式加以呈現(xiàn)的軟件。并結(jié)合EXCEL軟件分析研究發(fā)文數(shù)量的時間分布特征，通過采用CiteSpace軟件分析樣本文獻(xiàn)中的研究作者、發(fā)文機(jī)構(gòu)、關(guān)鍵詞、研究熱點(diǎn)，繪制了無人機(jī)傾斜攝影研究領(lǐng)域的可視化圖譜，探尋了該研究領(lǐng)域的時空格局和熱點(diǎn)研究動態(tài)，進(jìn)而揭示無人機(jī)傾斜攝影的研究現(xiàn)狀及大致發(fā)展趨勢。

3 結(jié)果分析

3.1 發(fā)文時間與分布特征

研究成果隨時間的變化趨勢可以從側(cè)面反映出該領(lǐng)域的在一段時間內(nèi)的發(fā)展?fàn)顩r[13]。對收集的1044篇文獻(xiàn)進(jìn)行分析，得到無人機(jī)傾斜攝影研究領(lǐng)域發(fā)文量年代分布情況如圖1所示。從文獻(xiàn)總量來看，我國近年來無人機(jī)傾斜攝影研究性文獻(xiàn)發(fā)文量呈快速增加的趨勢，說明無人機(jī)傾斜攝影研究領(lǐng)域逐漸受到越來越多的國內(nèi)學(xué)者們的關(guān)注。從文獻(xiàn)發(fā)文時間來看，第一篇研究性文獻(xiàn)在2015年刊登，此階段為學(xué)科領(lǐng)域研究的探索階段，少量論文開始開始涉獵；2016～2017年研究成果快速增加，2016年和2017年的發(fā)文數(shù)量較上一年增長速率均達(dá)到70%以上，此階段為學(xué)科領(lǐng)域研究的快速發(fā)展階段；2018～2020年，年發(fā)文數(shù)量總體穩(wěn)步增加，發(fā)文量保持在150篇以上，此階段為學(xué)科領(lǐng)域研究的穩(wěn)定發(fā)展階段。

圖1 文獻(xiàn)的時間分布和發(fā)文數(shù)量

總體而言，我國無人機(jī)傾斜攝影的研究自2015年呈現(xiàn)逐漸增長的趨勢，發(fā)文數(shù)量從2015年的3篇增加到2020年的406篇，數(shù)量上增加了135.3倍。由此可看出，無人機(jī)傾斜攝影研究領(lǐng)域開始引起國內(nèi)學(xué)者們的關(guān)注和重視。

3.2 作者與研究機(jī)構(gòu)分布知識圖譜分析

3.2.1 作者共現(xiàn)知識圖譜分析

作者共現(xiàn)分析用于識別某一研究領(lǐng)域的核心作者及研究人員之間的合作強(qiáng)度與互引關(guān)系[14]。將1044篇有效文獻(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后導(dǎo)入CiteSpace軟件，生成作者合作科學(xué)知識圖譜，如圖2所示。圖中的節(jié)點(diǎn)數(shù)量與大小代表了核心作者群體共現(xiàn)頻次，線條數(shù)量與粗細(xì)反映了作者合作關(guān)系與合作強(qiáng)度，它們共同組成了作者群與合作網(wǎng)絡(luò)的知識圖譜。圖譜中共有207個節(jié)點(diǎn)，136條連線，網(wǎng)絡(luò)密度0.0064。通過圖譜可以看出，發(fā)文數(shù)量最多的為祖為國、方留楊、段平、王果、成李博、姚永祥、相詩堯、李佳等8位作者，均發(fā)表4篇文獻(xiàn)。研究者的合作關(guān)系較密切的2個作者群：一個是祖為國、潘屹峰、張強(qiáng)、雷偉剛；二是成李博、張玉俠、段平、姚永祥、李佳。此外，還存在一些節(jié)點(diǎn)較少、鏈接簡單的合作網(wǎng)絡(luò)及獨(dú)立作者，這也說明了大多數(shù)研究人員還處于相對較獨(dú)立的研究狀態(tài)，沒有形成較完整研究體系，之間的關(guān)聯(lián)較少。

圖2 發(fā)文作者知識圖譜

3.2.2 發(fā)文作者機(jī)構(gòu)共現(xiàn)分析

各機(jī)構(gòu)發(fā)文數(shù)量的多少以字體的大小表示，各機(jī)構(gòu)文獻(xiàn)被引的情況以引文年輪表示，各機(jī)構(gòu)間的學(xué)術(shù)合作(體現(xiàn)為引用)以引文年輪間的連線表示[15]。從圖3和表1中可以看出，發(fā)文最多且引用最多的是廣州市城市規(guī)劃勘察設(shè)計研究院，其次是昆明理工大學(xué)和江西煤田地質(zhì)局測繪大隊。通過對作者發(fā)文機(jī)構(gòu)的知識圖譜分析，可知我國目前有大學(xué)、公司、測繪院等機(jī)構(gòu)進(jìn)行無人機(jī)傾斜攝影方面的研究，但是研究機(jī)構(gòu)主體只要是測繪性質(zhì)的機(jī)構(gòu)，大學(xué)中也逐漸開展此領(lǐng)域的研究。從地理空間分布來說，研究機(jī)構(gòu)主要位于廣州、杭州、昆明、西安、浙江、衡陽、南昌、重慶、貴陽等城市。

圖3 主要研究機(jī)構(gòu)

表1 發(fā)文數(shù)量排前十的機(jī)構(gòu)

此外，通過進(jìn)一步分析發(fā)文機(jī)構(gòu)的合作關(guān)系得知，主要合作機(jī)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)有云南大學(xué)—云南省地理空間信息工程技術(shù)研究中心—云南省高校資源與環(huán)境遙感重點(diǎn)實(shí)驗室、浙江省測繪大隊—云和縣國土資源局、北京林業(yè)大學(xué)—北京市測繪設(shè)計研究院等。但總體而言，除云南省的發(fā)文機(jī)構(gòu)合作緊密外，無論是跨省還是省內(nèi)的機(jī)構(gòu)合作關(guān)系均較弱，合作強(qiáng)度不大，跨學(xué)科機(jī)構(gòu)合作幾乎沒有，這也在一定程度上也反映出受不同地勢差異、氣候條件、經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r等背景要素的影響，導(dǎo)致發(fā)文機(jī)構(gòu)的研究側(cè)重點(diǎn)有所不同，在后期的研究中東西部可加強(qiáng)合作，進(jìn)一步拓寬無人機(jī)傾斜攝影的研究領(lǐng)域。

3.3 關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析

3.3.1 關(guān)鍵詞知識圖譜可視化分析

關(guān)鍵詞代表文章的核心主題和主要內(nèi)容[16]。利用CiteSpace軟件分析文獻(xiàn)關(guān)鍵詞，節(jié)點(diǎn)類型選擇關(guān)鍵詞，得到關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜見圖4。共獲得126個節(jié)點(diǎn)，214條連線。圖4中每一個節(jié)點(diǎn)表征一個關(guān)鍵詞。關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)中圓圈越大，代表該關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻率越高，其中高頻關(guān)鍵詞反映的是該學(xué)術(shù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，而中心性則反映的是該熱點(diǎn)的重要性。

圖4 排名前50高頻關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)

通過CiteSpace軟件列出的前20名高頻關(guān)鍵詞(表2)進(jìn)一步分析得知， 從中心性方面來看，中心性超過0.1，從高到低依次為“無人機(jī)”“傾斜攝影”“應(yīng)用”“傾斜攝影測量”“無人機(jī)傾斜攝影”“精度分析”“三維建模”“三維模型”“實(shí)景三維模型”“大比例尺地形圖”“傾斜攝影測量技術(shù)”“攝影測量”“無人機(jī)傾斜攝影測量”等13個關(guān)鍵詞。關(guān)鍵詞頻次超過100次的高頻詞有4個，分別為“無人機(jī)”“傾斜攝影”“傾斜攝影測量”“三維建模”。總體來看，關(guān)鍵詞主要是圍繞“三維建模”“無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)”“精度預(yù)測”等方面討論，研究方向較為集中。

表2 國內(nèi)無人機(jī)傾斜攝影領(lǐng)域發(fā)文高頻關(guān)鍵詞

3.4 研究熱點(diǎn)分析

從2015年第一篇關(guān)于無人機(jī)傾斜攝影的文獻(xiàn)發(fā)表至今，伴隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和新技術(shù)的應(yīng)用研究，越來越多的學(xué)者投身這一領(lǐng)域。主要包括無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)的研發(fā)提升和應(yīng)用方面的研究。通過CiteSpace軟件再進(jìn)一步得出出現(xiàn)頻次前50次的關(guān)鍵詞的網(wǎng)絡(luò)圖(圖4)，以此了解無人機(jī)傾斜攝影的研究熱點(diǎn)。由圖可知，2015～2020年研究大體分為3類。

3.4.1 無人機(jī)傾斜攝影應(yīng)用

這類詞匯包括：智慧城市、地質(zhì)災(zāi)害、地形圖測繪、礦產(chǎn)測繪、地籍測量、測繪、不動產(chǎn)測繪等核心高頻關(guān)鍵詞，主要涉及地質(zhì)學(xué)、測繪學(xué)、地理學(xué)等學(xué)科，這些詞匯體現(xiàn)了無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)在測繪、地質(zhì)災(zāi)害、城市等方面越來越多的受到關(guān)注，反映出將無人機(jī)傾斜攝影應(yīng)用于測繪、地災(zāi)等領(lǐng)域是該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

3.4.2 三維建模與精度分析

這類詞匯包括：(實(shí)景)三維建模、smart3d、三維激光掃描、精度評定(驗證)等核心高頻關(guān)鍵詞，主要涉及攝影科學(xué)、計算機(jī)科學(xué)等學(xué)科，反映出攝影技術(shù)和計算機(jī)視覺技術(shù)是該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。隨著計算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，三維建模作為一項關(guān)鍵技術(shù)，需要解決模型精確性的問題也受到學(xué)者們的關(guān)注。

3.4.3 相關(guān)技術(shù)研究

這類詞匯包括：無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)、空三加密、bim(bim技術(shù))、context capture、空中三角測量等核心高頻關(guān)鍵詞。這些詞匯代表了無人機(jī)傾斜攝影相關(guān)技術(shù)研究得到更多學(xué)者的重視，反映出無人機(jī)傾斜攝影相關(guān)技術(shù)是該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

4 結(jié)論與建議

通過文獻(xiàn)計量學(xué)分析近6年無人機(jī)傾斜攝影領(lǐng)域國內(nèi)發(fā)表的1044篇期刊，可在一定程度上反映近年來無人機(jī)傾斜攝影領(lǐng)域關(guān)注的一些熱點(diǎn)問題和發(fā)展趨勢。

(1)基于CNKI中國學(xué)術(shù)期刊(網(wǎng)絡(luò)版)數(shù)據(jù)庫獲取的有效文獻(xiàn)數(shù)據(jù)，利用EXCEL軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。整體上看，我國無人機(jī)傾斜攝影的研究自2015年呈現(xiàn)逐漸增長的趨勢，發(fā)文數(shù)量從2015年的3篇增加到2020年的406篇，數(shù)量上增加了135.3倍。

(2)發(fā)文最多且引用最多的是廣州市城市規(guī)劃勘察設(shè)計研究院，大學(xué)也逐漸開展此領(lǐng)域的研究。研究的主要學(xué)術(shù)群體是測繪學(xué)和地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域的學(xué)者，但是發(fā)文機(jī)構(gòu)合作關(guān)系均較弱，跨學(xué)科機(jī)構(gòu)合作幾乎沒有，在后期的研究中可拓寬合作網(wǎng)，有利于該學(xué)科領(lǐng)域的發(fā)展。

(3)無人機(jī)傾斜攝影領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和特色日益鮮明和突出，其中無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)應(yīng)用和三維建模與精度分析兩大主題始終是該領(lǐng)域關(guān)注的研究熱點(diǎn)；相關(guān)技術(shù)研究作為另一關(guān)注熱點(diǎn)，更加提升和完善了無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)。

(4)本文以CNKI數(shù)據(jù)庫為主要文獻(xiàn)檢索來源，為更清晰掌握無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)發(fā)展情況，可增加外文期刊，以進(jìn)一步深入研究國內(nèi)外無人機(jī)傾斜攝影發(fā)展趨勢和動態(tài)。