王紅，姚堯，段雨婕

(1.湖北大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，湖北 武漢430062；2.區(qū)域開發(fā)與環(huán)境響應(yīng)湖北省重點實驗室，湖北 武漢430062)

基于知識圖譜的中國地圖制圖研究領(lǐng)域的文獻(xiàn)計量分析

王紅1,2，姚堯1，段雨婕1

(1.湖北大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，湖北 武漢430062；2.區(qū)域開發(fā)與環(huán)境響應(yīng)湖北省重點實驗室，湖北 武漢430062)

運用科學(xué)知識圖譜方法和可視化工具CiteSpace，對CNKI文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫中收錄的“地圖制圖”類文章進(jìn)行計量分析，繪制科學(xué)知識圖譜，全面反映中國近二十年地圖制圖研究領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀.研究表明：在中國地圖制圖研究領(lǐng)域中，中國人民解放軍信息工程大學(xué)的王家耀、武漢大學(xué)的李霖、杜清運等學(xué)者是領(lǐng)域的領(lǐng)軍人物；《測繪學(xué)報》、《測繪通報》、《測繪科學(xué)》等是領(lǐng)域中的代表性期刊；領(lǐng)域研究熱點為地理信息系統(tǒng)、數(shù)字地圖、地圖符號、測繪科技等；研究前沿為挖掘ArcGIS的功能、提高制圖效率等.

地圖制圖；科學(xué)知識圖譜；可視化；文獻(xiàn)計量

0 引言

地圖是一種將科學(xué)與藝術(shù)融為一體的人類生存環(huán)境的信息載體，是人們生活中必不可少的文化工具.計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展，賦予了傳統(tǒng)地圖學(xué)新的內(nèi)涵，數(shù)字地圖制圖得到了快速發(fā)展.與傳統(tǒng)的手工制圖相比，數(shù)字制圖具有制作周期短、形式豐富、信息容量大等多種優(yōu)勢[1].

目前，國內(nèi)眾多學(xué)者在地圖制圖研究領(lǐng)域的核心期刊如《測繪學(xué)報》、《測繪通報》等發(fā)表了很多研究成果，從不同方向揭示了中國地圖制圖研究領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀與研究熱點前沿.在現(xiàn)代文獻(xiàn)計量學(xué)中，管理學(xué)、圖書館學(xué)和情報學(xué)等多領(lǐng)域使用科學(xué)知識圖譜的方法來可視化地表現(xiàn)某一研究領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀和研究熱點[2-5]. 國內(nèi)也有文章運用科學(xué)知識圖譜的方法研究地理信息科學(xué)的學(xué)科結(jié)構(gòu)和研究前沿領(lǐng)域[6],顯示出該學(xué)科的學(xué)科代表人物，并指明了其主流的研究領(lǐng)域.本文中利用科學(xué)知識圖譜的方法，對中國地圖制圖研究領(lǐng)域的期刊文獻(xiàn)進(jìn)行可視化分析，構(gòu)建地圖制圖的體系結(jié)構(gòu)，清晰全面地展現(xiàn)地圖制圖研究的時空分布特征及研究熱點，其展示結(jié)果更直觀也更具有科學(xué)性.

1 研究方法與數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

1.1 研究方法 科學(xué)知識圖譜(簡稱知識圖譜，Mapping Knowledge Domains)，是顯示科學(xué)知識的發(fā)展進(jìn)程與結(jié)構(gòu)關(guān)系的一種圖形[7].它屬于科學(xué)計量學(xué)的范疇，以科學(xué)為基礎(chǔ)并涉及應(yīng)用數(shù)學(xué)、信息科學(xué)及計算機(jī)科學(xué)等交叉科學(xué)領(lǐng)域.知識圖譜可視化地描述人類隨時間擁有的知識資源及其載體，繪制、挖掘、分析和顯示科學(xué)技術(shù)知識以及它們之間的相互聯(lián)系，在組織內(nèi)創(chuàng)造知識共享的環(huán)境以促進(jìn)科學(xué)技術(shù)研究的合作和深入[7].

CiteSpace是一款基于Java環(huán)境的用于計量和分析科學(xué)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)的信息可視化軟件，是近年來在信息分析中最具有特色和影響力的信息可視化軟件.軟件可以將大量的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可視化圖譜，讓人們對知識的理解更直接，并能發(fā)現(xiàn)更多潛在的、有價值的信息[8].

本文中使用CiteSpace軟件版本軟件，軟件分析對象分別設(shè)置為作者Author、研究機(jī)構(gòu)Institution和關(guān)鍵詞Keyword.在軟件生成的可視化知識圖譜中，節(jié)點代表分析對象，節(jié)點大小代表分析對象的影響力度，節(jié)點的顏色代表分析對象的時間跨度，顏色包括冷色系和暖色系，其中，冷色系代表早期研究成果，暖色系代表近期研究成果，節(jié)點之間的連線表示分析對象的聯(lián)系程度[9].

1.2 數(shù)據(jù)來源 地圖制圖學(xué)屬于理學(xué)類地理學(xué)下面的二級學(xué)科，隨著時代的發(fā)展，學(xué)科下產(chǎn)生了許多新的分支學(xué)科，本文中的研究僅限于二級學(xué)科.為了探究中國地圖制圖研究領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀，本文中的數(shù)據(jù)源為中國地圖制圖研究領(lǐng)域的相關(guān)期刊文獻(xiàn).文章以CNKI為數(shù)據(jù)庫，在高級檢索中，時間選擇為1996—2015年二十年間，檢索主題為“地圖制圖”的期刊，以檢索獲取的1 216篇文獻(xiàn)記錄作為數(shù)據(jù)源.

2 “地圖制圖”主題研究的時空分布特征

圖1 地圖制圖研究領(lǐng)域文獻(xiàn)數(shù)量變化趨勢

2.1 “地圖制圖”主題研究的年文獻(xiàn)數(shù)量分析 通過對1996—2015年二十年間地圖制圖領(lǐng)域期刊文獻(xiàn)研究成果的數(shù)理統(tǒng)計分析，可從時間上了解該學(xué)科研究的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展速度.根據(jù)文獻(xiàn)記錄，可以看出，地圖制圖的研究在1996年已經(jīng)有一定的規(guī)模并且越來越受到關(guān)注(圖1).在1996—2011年間，文獻(xiàn)量總體呈上升趨勢，于2011年達(dá)到最大值；2012—2015年文獻(xiàn)量相對與2011年有少許變化，但總體數(shù)量保持平穩(wěn)，表明我國地圖制圖研究進(jìn)入相對穩(wěn)定階段，上述現(xiàn)象與我國地圖制圖發(fā)展有密切關(guān)系.在1996—1998年期間，我國地圖使用頻率相對較低，地圖市場規(guī)模偏小，數(shù)字地圖的使用僅僅局限于個別地區(qū)和個別行業(yè)[10]；1998年后，國家建成1∶4000 000、1∶1000 000及1∶250 000基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫[11]，多所高校設(shè)立了與GIS相關(guān)的專業(yè)，培養(yǎng)了大量GIS方面的人才，因此1998年后文章數(shù)量逐漸增加.

2.2 地圖制圖研究領(lǐng)域的作者分布特征及合作情況分析 社會網(wǎng)絡(luò)分析方法是通過建立某個群體的關(guān)系模型、力圖描述群體關(guān)系的結(jié)構(gòu)、通過判斷各個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的各項指標(biāo)分析圖譜中節(jié)點間的關(guān)系及屬性特征的一種方法[12].在1996—2015年間，中國地圖制圖研究領(lǐng)域呈現(xiàn)了許多科研成果，這些成果浸透著眾多科研工作者的心血.運用社會網(wǎng)絡(luò)分析方法對作者分布特征及合作情況進(jìn)行分析，生成作者共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖譜(又稱作者與合作分布圖，圖2)和作者共現(xiàn)時區(qū)分布圖(圖3).

圖2 “地圖制圖”主題研究領(lǐng)域作者共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖

圖3 “地圖制圖”主題研究領(lǐng)域作者共現(xiàn)時區(qū)分布

由圖2可知，在地圖制圖領(lǐng)域，形成以王家耀、孫群、李霖、杜清運等為中心的作者聚類群，表明這些學(xué)者是地圖制圖研究領(lǐng)域的領(lǐng)軍人物.由圖3可知，黃文騫、孫群等學(xué)者在早期對于地圖制圖的研究較多，后期是李霖、劉海硯等學(xué)者，張東明等學(xué)者則是近幾年對地圖制圖的研究比較深厚.為了更加具體地顯示在中國地圖制圖研究領(lǐng)域主要研究學(xué)者的學(xué)術(shù)成就，統(tǒng)計發(fā)表文獻(xiàn)量前二十的學(xué)者名單，如表1所示，李霖學(xué)者以23篇位居榜首，其次是杜清運、王家耀等學(xué)者.

表1 “地圖制圖”主題研究領(lǐng)域高頻次發(fā)文作者統(tǒng)計表

2.3 “地圖制圖”主題研究領(lǐng)域的研究機(jī)構(gòu)分布特征及合作情況分析 不同的研究機(jī)構(gòu)對研究領(lǐng)域具有密切的聯(lián)系和一定的差異，研究機(jī)構(gòu)的合作促進(jìn)了相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展.為了解地圖制圖研究領(lǐng)域的機(jī)構(gòu)合作情況，利用CiteSpace軟件生成研究機(jī)構(gòu)共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖譜，如圖4所示.

圖4 “地圖制圖”主題研究領(lǐng)域研究機(jī)構(gòu)共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖

由圖4可知，研究地圖制圖領(lǐng)域的領(lǐng)先機(jī)構(gòu)分別是武漢大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院和中國人民解放軍信息工程大學(xué)測繪學(xué)院，其次為中國地圖出版社.三所機(jī)構(gòu)對該領(lǐng)域的研究時期較長，尤其是武漢大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院和中國人民解放軍信息工程大學(xué)測繪學(xué)院，走在該領(lǐng)域的研究前沿.其中武漢大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院與武漢大學(xué)地理信息系統(tǒng)教育部重點實驗室、武漢理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院、湖北大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院等機(jī)構(gòu)有著諸多密切的合作.主要原因是武漢大學(xué)測繪學(xué)院作為世界最大的綜合性測繪學(xué)院地處武漢，其他幾所研究機(jī)構(gòu)亦在武漢，相互合作交流更為方便.信息工程測繪學(xué)院與南昌陸軍學(xué)院等軍事類學(xué)校有較多的合作.

經(jīng)統(tǒng)計，文章數(shù)量排名前二十的期刊如表2所示.可以看出，研究地圖制圖的論文分布比較集中，主要分布于測繪學(xué)類期刊，還有些分布于基礎(chǔ)科學(xué)綜合類期刊.《測繪通報》、《測繪科學(xué)》中以地圖制圖為主題發(fā)表的文章數(shù)量排名靠前.《測繪學(xué)報》作為中國地圖制圖研究領(lǐng)域的核心期刊代表，雖然在2014年之前是季刊，但仍位居11，充分說明其在該領(lǐng)域的代表性.排名靠前的《科技資訊》雖不是測繪類期刊，但是期刊為旬刊，因此文章數(shù)量較多.

表2 “地圖制圖”主題研究領(lǐng)域的文獻(xiàn)來源統(tǒng)計表

3 地圖制圖研究的熱點及前沿分析

3.1 地圖制圖研究熱點的分析 文獻(xiàn)的關(guān)鍵詞往往是一篇文獻(xiàn)的核心內(nèi)容，它的反復(fù)出現(xiàn)體現(xiàn)相應(yīng)研究領(lǐng)域的研究熱點.詞頻分析法通過統(tǒng)計文獻(xiàn)關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻次探究領(lǐng)域研究熱點.為了考察中國地圖制圖研究領(lǐng)域的研究熱點，利用詞頻分析法對地圖制圖的相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行分析，生成地圖制圖領(lǐng)域關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜(圖5).為了更具體地描述地圖制圖研究領(lǐng)域的研究熱點，統(tǒng)計出排名前60位的關(guān)鍵詞，如表3所示.

圖5 “地圖制圖”主題研究領(lǐng)域關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖

序號關(guān)鍵詞頻次序號關(guān)鍵詞頻次序號關(guān)鍵詞頻次1地圖制圖36621地圖綜合2241測繪科學(xué)142地理信息系統(tǒng)24822大地測量2042測繪學(xué)報143數(shù)字地圖7523地圖分析2043地圖制作144電子地圖7124地圖學(xué)1944工程測量145地理信息6225國家測繪局1945教學(xué)改革146專題地圖5126地圖編制1846數(shù)字高程模型147測繪科技4927符號化1847制圖數(shù)據(jù)148地圖4928符號庫1848專題圖149制圖綜合4829計算機(jī)地圖制圖1849測繪工程1310地圖數(shù)據(jù)4030空間分析1850地理空間數(shù)據(jù)1311地圖設(shè)計3631中國地圖出版社1851地圖生產(chǎn)1312CorelDRAW3232數(shù)字地圖制圖1752空間關(guān)系1313地圖符號3133GIS空間數(shù)據(jù)1653融合1314空間數(shù)據(jù)3034測繪1654制圖1315ArcGIS2935地圖市場1655編輯1216地圖數(shù)據(jù)庫2636地圖要素1656測繪信息1217地理信息工程2537拓?fù)潢P(guān)系1657地圖出版1218數(shù)字制圖2438紙質(zhì)地圖1658可視化1219地圖學(xué)家2339符號1559設(shè)計1220空間信息2340機(jī)助制圖1560數(shù)據(jù)處理12

由圖5和表3可知，地理信息系統(tǒng)與地圖制圖有密切聯(lián)系，這主要是因為地理信息系統(tǒng)是從上世紀(jì)60年代開始，由機(jī)助制圖逐步發(fā)展起來的[13]，而且地理信息具有空間參考，地圖是地理信息系統(tǒng)中的主要數(shù)據(jù)源.從歷史的角度看，地理信息系統(tǒng)的發(fā)展與數(shù)字地圖制圖的研究有并行的發(fā)展.其次，數(shù)字地圖、電子地圖與專題地圖也是地圖制圖研究領(lǐng)域的熱點關(guān)注內(nèi)容.主要原因是計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展，使地圖的形式從紙質(zhì)地圖轉(zhuǎn)向了電子地圖和數(shù)字地圖.電子地圖和數(shù)字地圖與傳統(tǒng)的紙質(zhì)地圖相比，可以更高效快速地進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢和空間分析.此外，地圖制圖與測繪、地圖符號等也有密切的聯(lián)系.測繪是地圖制圖的重要數(shù)據(jù)采集方法，現(xiàn)代地圖制圖趨向于測繪技術(shù)一體化.地圖符號是地圖的語言，是實現(xiàn)地圖信息傳輸?shù)闹饕浇閇14].

由圖5還可以看出，地圖制圖與GIS空間數(shù)據(jù)、矢量化、電子地圖出版系統(tǒng)及屬性數(shù)據(jù)庫等均有密切的聯(lián)系.現(xiàn)代數(shù)字地圖制圖過程需要以數(shù)字的形式傳遞地理信息，所以數(shù)據(jù)庫的建立非常關(guān)鍵.

3.2 “地圖制圖”主題研究前沿的分析 突變關(guān)鍵詞是指短時間內(nèi)增長速度突然加快或使用頻率突然提高的關(guān)鍵詞[15].隨著科技的進(jìn)步與發(fā)展，地圖制圖研究領(lǐng)域也在不斷發(fā)展前進(jìn)，其研究前沿也在不斷更替.為了探究我國地圖制圖研究領(lǐng)域的前沿和發(fā)展趨勢，利用CiteSpace軟件可視化窗口中的“涌現(xiàn)”詞(burst term)功能，得到關(guān)于地圖制圖研究領(lǐng)域的關(guān)鍵詞的突變分析，分別如圖6和表7所示.圖6為地圖制圖研究前沿共現(xiàn)圖譜，圖6中的紅色節(jié)點代表突變的關(guān)鍵詞. 表7為10個突變關(guān)鍵詞的年代分布，表7中深色線段部分代表突變關(guān)鍵詞使用頻率突然提高的時間段，淺色線段代表突變關(guān)鍵詞未頻繁使用的時間段.

圖6和表7共同展示1996—2015年我國地圖制圖研究前沿的演進(jìn)路徑，突顯不同年份中研究前沿的變化情況。綜合圖6和表7可知，突變關(guān)鍵詞主要有：數(shù)字地圖、測繪科技、地理信息、地理信息工程、地圖綜合、CorelDraw、ArcGIS等.在1996—2004年間，突變關(guān)鍵詞主要有：地圖生產(chǎn)、地圖學(xué)家、地圖市場、測繪信息，表明當(dāng)時的研究前沿在地圖出版方面.2000年以后，突變關(guān)鍵詞變?yōu)椋簲?shù)字地圖、可視化、地圖綜合、SVG等，表明二十一世紀(jì)以來，隨著計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，在地圖制圖中，已將傳統(tǒng)方法與計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等結(jié)合，以數(shù)字地圖可視化的形式表達(dá)地理信息.SVG作為W3C提出的一種可縮放矢量圖形標(biāo)記語言，與其他格式相比，不僅文件較小，還具有伸縮性強(qiáng)、便于數(shù)據(jù)傳播和資源共享的特點[16]，因此被廣泛使用.近期的突變關(guān)鍵詞為：符號化和ArcGIS,表明隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展， ArcGIS的自動化地圖制圖技術(shù)已趨完善，基本可以實現(xiàn)各種地圖制圖的需要[17]，作為一種強(qiáng)大的分析地理空間數(shù)據(jù)的軟件，ArcGIS可以通過其制圖表達(dá)實現(xiàn)符號系統(tǒng)的共享，進(jìn)一步挖掘ArcGIS功能，可以提高制圖效率，推動地圖制圖技術(shù)發(fā)展[18].

圖6 “地圖制圖”主題研究前沿共現(xiàn)圖

表7 地圖制圖研究領(lǐng)域突變關(guān)鍵詞的年代分布

4 結(jié)論

本文中以“地圖制圖”為主題的期刊文獻(xiàn)為數(shù)據(jù)源，利用知識圖譜分析法，對中國地圖制圖研究領(lǐng)域近二十年研究的歷史和現(xiàn)狀進(jìn)行全面的梳理和總結(jié)，得出以下結(jié)論：1) 以地圖制圖為主題的期刊文獻(xiàn)數(shù)量呈曲線增長態(tài)勢，二十年時間里產(chǎn)量有很大的提高，表明地圖制圖研究在不斷地深入發(fā)展；2) 在地圖制圖研究領(lǐng)域中，出現(xiàn)以黃文騫等為代表的早期學(xué)者，出現(xiàn)李霖、杜清運和王家耀等地圖制圖研究領(lǐng)域的領(lǐng)軍人物的學(xué)者；3) 在研究機(jī)構(gòu)方面，以武漢大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院和中國人民解放軍信息工程大學(xué)測繪學(xué)院兩個機(jī)構(gòu)為主，各自與相鄰城市的其他機(jī)構(gòu)密切合作，共同推動中國地圖制圖研究領(lǐng)域的發(fā)展.

地圖制圖研究領(lǐng)域的內(nèi)容非常廣泛，研究熱點在GIS、數(shù)字地圖、地圖符號等方面，把傳統(tǒng)方法和現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)緊密結(jié)合，以數(shù)字形式表現(xiàn)地理信息，增強(qiáng)地圖的功能和實用性，朝著更加人性化的方向發(fā)展.現(xiàn)代地圖制圖研究更趨向于利用ArcGIS軟件進(jìn)行地圖制圖，提高地圖制圖效率.

本文中數(shù)據(jù)源為CNKI數(shù)據(jù)庫的中文期刊文獻(xiàn)，沒有包含外國文獻(xiàn)，研究結(jié)果有待完善.由于CNKI數(shù)據(jù)庫的限制，無法利用CiteSpace軟件進(jìn)行引文分析，分析結(jié)果有一定的局限性.另外，由于地圖制圖學(xué)下的學(xué)科分類很多，本文中僅以地圖制圖作為主題進(jìn)行分析，分析結(jié)果有待補(bǔ)充.

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(責(zé)任編輯 郭定和)

The bibliometric analysis of cartographic in Chinabased on the mapping knowledge domains

WANG Hong1,2,YAO Yao1,DUAN Yujie1

(1.Faculty of Resource and Environmental Science, Hubei University,Wuhan 430062,China;2.Hubei Key Laboratory of Regional Development and Environmental Response,Wuhan 430062,China)

We took use of the scientific knowledge mapping method and visualization tool CiteSpace to analyze the"cartographic map" articles included in the CNKI database and to draw the map of scientific knowledge which comprehensively reflects the development of cartographic research in China in the past two decades. The research showed that in the field of cartographic research, Wang Jiaoyao at the PLA Information Engineering University，Li Lin and Du Qing-yun at Wuhan University were the leaders in the field;ActaGeodaeticaetCartographicaSinica、BulletinofSurveyingandMappingandScienceofSurveyingandMappingwere the core journals in the field;the researches focused on geographic information systems, digital maps, map symbols, mapping technology, etc, the research frontier was mining the function of ArcGIS and improving drawing efficiency.

cartography；mapping knowledge domains；visualization；bibliometric

2016-12-06

國家自然科學(xué)基金(41301516)資助

王紅(1975-)，女，博士，副教授， E-mail:j-wanghong@163.com

1000-2375(2017)05-0523-08

P282

A

10.3969/j.issn.1000-2375.2017.05.016