國內無人機傾斜攝影研究領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計量學研究的最前沿[1]，是有機結合傳統科學計量學來展現學科結構和發展的可視化圖譜[2,3]。近年來，我國興起運用科學知識圖譜方法來把握學科研究前沿和知識基礎發展動態的浪潮[4,5]。廉同輝利用知識圖譜分析了2000～2010年旅游學科研究[6]，梁宇哲則分析了無人機遙感研究[7]。無人機傾斜攝影作為近年來廣泛應用的技術手段，迄今為止國內還很少有人運用科學知識圖譜方法，對已有無人機傾斜攝影研究成果進行梳理總結。因此，本研究擬采用CiteSpace軟件繪制2015～2020年無人機傾斜攝影研究領域的知識圖譜，從關鍵詞、研究機構和作者、突現詞等角度進行分析，以探析近年來國內此領域研究的情況，以期對國內無人機傾斜攝影研究有一個較為整體、全面的認識和把握。

2 數據來源與研究方法

2.1 數據來源

本研究數據源于CNKI中國學術期刊(網絡版)，檢索主題詞為“無人機傾斜攝影”，以“篇名”為檢索途徑，檢索來源主要為期刊，檢索時間節點截至2020年，共檢索到1065篇文獻，數據下載日期為2021年3月16日。并對檢索結果進行去重、整理，以剔除廣告、報紙報道、無作者文獻等不相關條目，最終得到樣本文獻1044篇。

2.2 研究方法

知識圖譜是指通過數據挖掘、信息分析、科學計量和圖形繪制等一系列處理來可視化地展示某一學科領域的知識，具有知識導航的作用[8]，以科學知識為計量研究對象[9]，其概念在文獻計量學出現時就被提出來了[10～12]。本研究擬采用華裔學者陳超美教授研發的文獻計量學工具CiteSpace 5.6.R3軟件，這是一款可用于觀察某個研究領域的研究趨勢或動向，并以可視化的方式加以呈現的軟件。并結合EXCEL軟件分析研究發文數量的時間分布特征，通過采用CiteSpace軟件分析樣本文獻中的研究作者、發文機構、關鍵詞、研究熱點，繪制了無人機傾斜攝影研究領域的可視化圖譜，探尋了該研究領域的時空格局和熱點研究動態，進而揭示無人機傾斜攝影的研究現狀及大致發展趨勢。

3 結果分析

3.1 發文時間與分布特征

研究成果隨時間的變化趨勢可以從側面反映出該領域的在一段時間內的發展狀況[13]。對收集的1044篇文獻進行分析，得到無人機傾斜攝影研究領域發文量年代分布情況如圖1所示。從文獻總量來看，我國近年來無人機傾斜攝影研究性文獻發文量呈快速增加的趨勢，說明無人機傾斜攝影研究領域逐漸受到越來越多的國內學者們的關注。從文獻發文時間來看，第一篇研究性文獻在2015年刊登，此階段為學科領域研究的探索階段，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年的發文數量較上一年增長速率均達到70%以上，此階段為學科領域研究的快速發展階段；2018～2020年，年發文數量總體穩步增加，發文量保持在150篇以上，此階段為學科領域研究的穩定發展階段。

圖1 文獻的時間分布和發文數量

總體而言，我國無人機傾斜攝影的研究自2015年呈現逐漸增長的趨勢，發文數量從2015年的3篇增加到2020年的406篇，數量上增加了135.3倍。由此可看出，無人機傾斜攝影研究領域開始引起國內學者們的關注和重視。

3.2 作者與研究機構分布知識圖譜分析

3.2.1 作者共現知識圖譜分析

作者共現分析用于識別某一研究領域的核心作者及研究人員之間的合作強度與互引關系[14]。將1044篇有效文獻數據轉換后導入CiteSpace軟件，生成作者合作科學知識圖譜，如圖2所示。圖中的節點數量與大小代表了核心作者群體共現頻次，線條數量與粗細反映了作者合作關系與合作強度，它們共同組成了作者群與合作網絡的知識圖譜。圖譜中共有207個節點，136條連線，網絡密度0.0064。通過圖譜可以看出，發文數量最多的為祖為國、方留楊、段平、王果、成李博、姚永祥、相詩堯、李佳等8位作者，均發表4篇文獻。研究者的合作關系較密切的2個作者群：一個是祖為國、潘屹峰、張強、雷偉剛；二是成李博、張玉俠、段平、姚永祥、李佳。此外，還存在一些節點較少、鏈接簡單的合作網絡及獨立作者，這也說明了大多數研究人員還處于相對較獨立的研究狀態，沒有形成較完整研究體系，之間的關聯較少。

圖2 發文作者知識圖譜

3.2.2 發文作者機構共現分析

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

圖3 主要研究機構

表1 發文數量排前十的機構

此外，通過進一步分析發文機構的合作關系得知，主要合作機構網絡有云南大學—云南省地理空間信息工程技術研究中心—云南省高校資源與環境遙感重點實驗室、浙江省測繪大隊—云和縣國土資源局、北京林業大學—北京市測繪設計研究院等。但總體而言，除云南省的發文機構合作緊密外，無論是跨省還是省內的機構合作關系均較弱，合作強度不大，跨學科機構合作幾乎沒有，這也在一定程度上也反映出受不同地勢差異、氣候條件、經濟發展狀況等背景要素的影響，導致發文機構的研究側重點有所不同，在后期的研究中東西部可加強合作，進一步拓寬無人機傾斜攝影的研究領域。

3.3 關鍵詞共現分析

3.3.1 關鍵詞知識圖譜可視化分析

關鍵詞代表文章的核心主題和主要內容[16]。利用CiteSpace軟件分析文獻關鍵詞，節點類型選擇關鍵詞，得到關鍵詞共現圖譜見圖4。共獲得126個節點，214條連線。圖4中每一個節點表征一個關鍵詞。關鍵詞共現網中圓圈越大，代表該關鍵詞出現的頻率越高，其中高頻關鍵詞反映的是該學術領域的研究熱點，而中心性則反映的是該熱點的重要性。

圖4 排名前50高頻關鍵詞共現網

通過CiteSpace軟件列出的前20名高頻關鍵詞(表2)進一步分析得知， 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”“傾斜攝影”“應用”“傾斜攝影測量”“無人機傾斜攝影”“精度分析”“三維建模”“三維模型”“實景三維模型”“大比例尺地形圖”“傾斜攝影測量技術”“攝影測量”“無人機傾斜攝影測量”等13個關鍵詞。關鍵詞頻次超過100次的高頻詞有4個，分別為“無人機”“傾斜攝影”“傾斜攝影測量”“三維建模”。總體來看，關鍵詞主要是圍繞“三維建模”“無人機傾斜攝影測量技術”“精度預測”等方面討論，研究方向較為集中。

表2 國內無人機傾斜攝影領域發文高頻關鍵詞

3.4 研究熱點分析

從2015年第一篇關于無人機傾斜攝影的文獻發表至今，伴隨著社會經濟的發展和新技術的應用研究，越來越多的學者投身這一領域。主要包括無人機傾斜攝影技術的研發提升和應用方面的研究。通過CiteSpace軟件再進一步得出出現頻次前50次的關鍵詞的網絡圖(圖4)，以此了解無人機傾斜攝影的研究熱點。由圖可知，2015～2020年研究大體分為3類。

3.4.1 無人機傾斜攝影應用

這類詞匯包括：智慧城市、地質災害、地形圖測繪、礦產測繪、地籍測量、測繪、不動產測繪等核心高頻關鍵詞，主要涉及地質學、測繪學、地理學等學科，這些詞匯體現了無人機傾斜攝影技術在測繪、地質災害、城市等方面越來越多的受到關注，反映出將無人機傾斜攝影應用于測繪、地災等領域是該領域的研究熱點。

3.4.2 三維建模與精度分析

這類詞匯包括：(實景)三維建模、smart3d、三維激光掃描、精度評定(驗證)等核心高頻關鍵詞，主要涉及攝影科學、計算機科學等學科，反映出攝影技術和計算機視覺技術是該領域的研究熱點。隨著計算機技術的快速發展，三維建模作為一項關鍵技術，需要解決模型精確性的問題也受到學者們的關注。

3.4.3 相關技術研究

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

4 結論與建議

通過文獻計量學分析近6年無人機傾斜攝影領域國內發表的1044篇期刊，可在一定程度上反映近年來無人機傾斜攝影領域關注的一些熱點問題和發展趨勢。

(1)基于CNKI中國學術期刊(網絡版)數據庫獲取的有效文獻數據，利用EXCEL軟件進行統計分析。整體上看，我國無人機傾斜攝影的研究自2015年呈現逐漸增長的趨勢，發文數量從2015年的3篇增加到2020年的406篇，數量上增加了135.3倍。

(2)發文最多且引用最多的是廣州市城市規劃勘察設計研究院，大學也逐漸開展此領域的研究。研究的主要學術群體是測繪學和地質學領域的學者，但是發文機構合作關系均較弱，跨學科機構合作幾乎沒有，在后期的研究中可拓寬合作網，有利于該學科領域的發展。

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

(4)本文以CNKI數據庫為主要文獻檢索來源，為更清晰掌握無人機傾斜攝影技術發展情況，可增加外文期刊，以進一步深入研究國內外無人機傾斜攝影發展趨勢和動態。