王強， 陳俊華， 王雪梅

1.西南大學 圖書館，重慶 400715；2.西南大學 地理科學學院，重慶 400715

地理學是一門綜合性交叉學科，涉及數(shù)學、物理、化學、經(jīng)濟、政治、生態(tài)等多個學科，跨學科、綜合性的研究方法在地理研究中應用較多.跨學科研究模式、研究軟件在地理學科中也得到廣泛應用，而研究軟件在地理教學科研中發(fā)揮著重要作用，如地圖繪制、建模仿真、空間分析、可視化分析等[1-3].

本文選取2021-2022中國科學引文數(shù)據(jù)庫(CSCD)來源刊中地理類期刊、2021-2022中國社會科學引文索引(CSSCI)來源期刊學科名稱為“人文經(jīng)濟地理”的刊物，共選取15種期刊，其中《地理學報》《地理科學》《地理科學進展》《地理研究》和《經(jīng)濟地理》同時被CSSCI，CSCD收錄；《城市規(guī)劃》《城市問題》《人文地理》《旅游學刊》和《旅游科學》為CSSCI來源刊；《測繪地理信息》《干旱區(qū)地理》《地理與地理信息科學》《古地理學報》和《熱帶地帶》為CSCD來源刊.對這15種期刊2010年以來所有論文使用的軟件工具采用人工編碼與數(shù)據(jù)抽取相結(jié)合的方法進行標識，探究地理學領(lǐng)域常用軟件的特征及應用情況，以期揭示地理學研究對軟件的依賴程度及應用情況，重視軟件使用價值，更好地利用相關(guān)軟件為教學科研服務.

1 相關(guān)研究

軟件被廣泛用于數(shù)據(jù)存儲、檢索、分析、挖掘、整合、處理、組織、揭示、可視化等各個方面，其在提高科研效率、推進創(chuàng)新、促進合作等方面的重要性日益凸顯.Hannay等[4]對2 000多名科學家的調(diào)查顯示，超過90%的被訪者表示，使用軟件對自己的研究重要或非常重要[4].

在少數(shù)學科，已有相關(guān)的文獻來研究本學科領(lǐng)域內(nèi)軟件的識別、使用、介紹等，例如，在藥學領(lǐng)域，鄭亮等[5]總結(jié)了用于藥動學模型研究的主流軟件工具，并對其功能應用做了簡要介紹；殷麗等[6]綜述了全新藥物設計方法與常用軟件，并舉例討論其在新型抗癌藥物領(lǐng)域中的應用情況.在信息科技研究領(lǐng)域，陳維[7]、蔣方朔[8]研究了基于機器學習與深度學習的惡意軟件識別及應用.在圖情領(lǐng)域，崔明等[9]對我國圖書情報領(lǐng)域的軟件使用和引用進行了研究，周超峰[10]對文獻計量中常用軟件進行了比較研究.在地理學科領(lǐng)域，曹瑜等[11]介紹了世界上常用的地理信息系統(tǒng)(GIS)軟件，在此基礎(chǔ)上說明GIS今后的發(fā)展趨勢及方向；徐樂昌[12]、張志龍[13]對地面綜合觀測業(yè)務軟件應用技巧及對地下水模擬的幾個常用軟件主要功能與特點進行了介紹.綜上，這些研究大多是對某一主題或?qū)W科研究中個別或少數(shù)軟件使用情況的介紹，未見有通過文獻分析，系統(tǒng)梳理某一學科領(lǐng)域內(nèi)常用軟件的識別及應用.本文采用文獻分析、文獻計量與編碼相結(jié)合的方法對地理學研究領(lǐng)域中常用軟件進行識別，探索這些常用軟件特征以及在地理學領(lǐng)域中的應用情況，以期為地理學學科的發(fā)展及相關(guān)研究提供參考.

2 數(shù)據(jù)與方法

2.1 數(shù)據(jù)采集

從中國知網(wǎng)(CNKI)檢索獲取15種地理學核心期刊2010年1月1日至2021年12月31日刊登的中文文獻的題錄信息，包括題名、摘要、關(guān)鍵詞、作者、發(fā)表時間等，共獲取文獻35 776篇，剔除會議紀要、刊物簡介、圖書推介、講話、通知、賀詞等文章，共獲取可編碼文獻35 382篇.對這些文獻進行數(shù)據(jù)處理和編碼分析，得到我國地理學研究領(lǐng)域具體的使用軟件、常用軟件名稱以及應用情況.

2.2 數(shù)據(jù)處理

第一步.因文獻題錄信息總數(shù)據(jù)量較大，由2名編碼人員在充分熟悉編碼方案后，采用人工編碼和自動抽取相結(jié)合的方式對論文使用軟件進行編碼，在參考科學研究常用軟件相關(guān)文獻的基礎(chǔ)上[14-16]，對所獲取的題錄信息按照表1所示編碼方案進行識別、分析、統(tǒng)計，主要處理步驟如下：

選取《地理學報》《地理科學》《地理科學進展》《地理研究》和《經(jīng)濟地理》刊載的14 163篇論文進行人工編碼，2名編碼人員通過進一步討論形成軟件名稱詞集合.編碼完成后對編碼結(jié)果進行信度檢驗，采用編碼者交互判別信度K計算編碼一致性.首先根據(jù)公式得出2位編碼者之間的平均相互同意度，公式為

其中：Tab為相互同意度；Nab表示2名編碼人員結(jié)果一致的編碼數(shù)量；Ma和Mb分別表示a，b2名編碼人員各自的編碼數(shù)量；再計算編碼信度，公式為：

其中：n表示編碼人員數(shù)量；T表示平均相互同意度；最終計算得到交互判別信度K=0.82.編碼人員對同一論文判斷的一致性越高，內(nèi)容分析的可信度也就越高[17].K值高于0.8，說明編碼結(jié)果一致性較好.

第二步.利用Visual Basic對軟件名稱集合與題錄信息內(nèi)容進行自動識別匹配，若軟件名稱集合中的詞與題名、關(guān)鍵詞、摘要等內(nèi)容完全匹配，則對該文獻進行自動編碼，形成自動編碼的軟件名稱數(shù)據(jù)集.

第三步.對軟件名稱集合無法自動識別編碼的論文，采用人工編碼，完成全部論文的編碼.最后，統(tǒng)計每類軟件名稱出現(xiàn)的頻次并對其作進一步分析.

3 結(jié)果與討論

3.1 軟件使用分析

對35 382篇期刊論文的編碼統(tǒng)計結(jié)果進行統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，共有16 778篇使用了軟件，占論文總量的47.42%.從表1中可以看出，使用軟件論文占比較高的前3名期刊是《地理與地理信息科學》《地理科學》和《地理科學進展》，使用軟件論文占比較低的3名期刊是《古地理學報》《城市規(guī)劃》和《城市問題》.

表1 15種地理學科領(lǐng)域期刊使用軟件的論文占比情況

圖1揭示了2010-2021年15種刊總體使用軟件的論文占比情況.從圖中可以看出，使用軟件的論文占比呈震蕩上升趨勢.使用軟件的論文占比從2010年的38.81%上升到2021年的52.86%，2021年有一大半的論文使用了軟件，足見軟件在地理科學研究領(lǐng)域的重要性.

圖1 15種地理學期刊使用軟件的論文占比變化趨勢

表2為15種期刊近12年間其刊載論文各自使用軟件的占比情況，由表2可知，使用軟件的論文總體上呈上升態(tài)勢.《地理與地理信息科學》和《地理科學》這2種期刊使用軟件的論文占比最高，近些年基本上在60%以上，足見這2種刊物刊載論文對軟件的依賴度更高；《城市規(guī)劃》刊載論文使用軟件占比近12年來變化不大，在16%～23%之間波動，無明顯趨勢變化；《古地理學報》使用軟件占比最小，但已由2010年不到10%提升到2021年的19.42%，可見其刊發(fā)論文對軟件工具的使用頻次也在加大；僅被CSSCI收錄的5種期刊使用軟件占比為34.60%，僅被CSCD收錄的5種期刊為44.60%，同時被CSSCI、CSCD收錄的5刊為60.58%，從這些數(shù)據(jù)可以看出，社會科學類地理學論文對軟件的使用率低于自然科學類地理學論文，綜合類地理學刊物(同時被CSSCI、CSCD收錄)論文使用軟件的比率最高，對軟件的依賴程度最大.

表2 15種期刊2010年以來使用軟件的論文占比情況/%

3.2 軟件特征分析

對已知軟件在論文中的分布情況進行統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，超過89%的軟件被2篇論文使用.按軟件使用頻次排序，使用頻次前30的軟件為以下幾類：①地球地理類，常使用軟件如Arc GIS，Google Earth，Geoda，GeoDetector，Arcmap，Mapinfo，Mapgis，ANUSPLIN，Erdas，F(xiàn)ragstats，AutoCAD等，這些軟件用于地理學研究領(lǐng)域中地圖制作、編輯、空間數(shù)據(jù)分析、空間模擬、可視化研究等.②數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析類，常用軟件如SPSS，Matlab，Excel，Eviews，Stata，DPS軟件，常用于數(shù)據(jù)統(tǒng)計、分析、繪制圖表和模型模擬.③文獻計量分析類，如Cite Space，ROST，VOSviewer，Histcite，主要用于文獻內(nèi)容、關(guān)鍵詞、主題分析，以知識圖譜方式的可視化展示.④結(jié)構(gòu)方程模型類，常用軟件如Amos，Lisrel.⑤網(wǎng)絡分析類，常用軟件如Ucinet，Netdraw，Gephi，Pajek軟件，這些軟件側(cè)重于社會網(wǎng)絡、關(guān)系網(wǎng)絡的分析.其中，遙感圖像識別、編輯處理、繪制地圖、空間數(shù)據(jù)采集分析、空間模擬、可視化研究的地理類軟件最多，前30常用軟件中，有12種為該類軟件，使用這些軟件的論文比為35.2%，說明地圖及圖形的繪制分析、空間數(shù)據(jù)分析和可視化研究是近12年地理學領(lǐng)域的重要研究主題；其次，使用SPSS，Matlab，Excel，Eviews，Stata，DPS這些軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析的論文也很多，使用這些軟件的論文占比為16.4%.

進一步查找使用頻次大于等于5的102種軟件的產(chǎn)地信息后發(fā)現(xiàn)，87種(85.3%)軟件是國外編制的，其中美國67種，我國編制的軟件為15種(14.7%).地理學研究領(lǐng)域中使用較多的國產(chǎn)軟件有ROST，Mapgis，DPS和Supermap(43篇).其中，僅有3種國產(chǎn)軟件(ROST，Mapgis和DPS)躋身使用頻次前30.由此可見，目前我國地理學研究領(lǐng)域內(nèi)較少使用國產(chǎn)軟件.

3.3 常用軟件聚焦主題分析

對15種地理學期刊近12年發(fā)表的所有論文使用頻次位列前30的軟件名稱在論文中的使用情況進行匹配檢索，結(jié)合CiteSpace對地理學高頻使用軟件文獻研究主題進行聚類分析(圖2)，發(fā)現(xiàn)地理學常用軟件聚焦于以下6個主題：

圖2 地理學常用軟件聚集主題圖

①時空分析及演變.地理學的靈魂特征之一就是地域性，所有地理現(xiàn)象的形成、分布、演變都離不開時間的作用，脫離時間也就無從進行空間研究.學者們利用GIS，F(xiàn)ragstats，Arc GIS，Google Earth，SPSS，Surfer和Geoda軟件研究分析了自然、人文現(xiàn)象的空間格局、空間差異、時空分異、時空特征、時空演變及其影響因素、驅(qū)動機制等[18-19].②經(jīng)濟地理分析.經(jīng)濟地理主要研究人類經(jīng)濟活動的地域分布、空間組織及影響機制，通過物質(zhì)、商品、人口、信息流把鄉(xiāng)村聚落和城鎮(zhèn)居民點、交通運輸點、商業(yè)服務點、金融服務點等經(jīng)濟活動中心連接組合而成的一個經(jīng)濟活動地理系統(tǒng).學者們采用EXCEL，Matlab，SPSS，Arc GIS，ESDA，Ucinet和GIS等軟件分析研究人類各種經(jīng)濟活動的地域分布、空間差異及影響因素[20-21].③人地關(guān)系.人地關(guān)系是地理學研究的永恒主題.學者們使用ENVI，Arc GIS，F(xiàn)ragstats等軟件，研究分析了人地關(guān)系及土地利用變化、空間分異特征及其影響因素.④城鎮(zhèn)化和城市化.中國的城市化率，由1998年的30.4%，提高至2019年的60.60%[22]，相比發(fā)達國家，我國的城市化率還有較大的提高空間.學者們利用CiteSpace，HistCite，EXCEL，ArcGIS，SPSS，Ucinet和GeoDA等軟件分析研究了城市化城鎮(zhèn)化水平、土地利用、空間格局、發(fā)展趨勢及影響因素等.在城鎮(zhèn)化研究中，王婧等[23]、王洋等[24]構(gòu)建中國縣域城鎮(zhèn)化水平的綜合評價體系，利用SPSS，EXCEL，ArcGIS軟件，對中國縣域城鎮(zhèn)化水平的綜合評價、類型劃分、發(fā)展格局及其影響因素進行了分析.⑤氣候與環(huán)境.碳排放、碳達峰、碳中和、碳達標、氣候變化、環(huán)境影響等熱門關(guān)鍵詞，已經(jīng)出現(xiàn)在生產(chǎn)、生活的各行業(yè)，與人們的生活息息相關(guān).利用ANUSPLIN，ENVI，以及統(tǒng)計分析軟件、Arc GIS，Excel，GIS，Matlab等軟件，分析氣候演化時空特征、影響因素以及氣候與環(huán)境、城市、植被、經(jīng)濟、旅游的相互影響、相互作用的關(guān)系.⑥旅游.國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)顯示，2018年中國國內(nèi)游客出游55.4億人次，這一數(shù)量是2008年17.1億人次的3倍多.隨著人們生活水平穩(wěn)步提高，對旅游的需求程度越來越強，對旅游資源的質(zhì)量要求越來越高，學者們對旅游資源及旅游者行為的研究也越來越多.

4 結(jié)語

隨著時代的進步，地理學研究領(lǐng)域中使用的技術(shù)、方法越來越科學化、多樣化、定量化，軟件在地理學科研究中發(fā)揮著重要作用.對地理學研究領(lǐng)域所使用軟件的識別、特征及應用對地理學研究具有重要的現(xiàn)實意義，既有利于結(jié)合實踐，解決實際問題，也利于推動地理學理論、軟件技術(shù)與方法研究不斷創(chuàng)新，走向成熟.隨著地理科學的發(fā)展，地理學研究領(lǐng)域使用的軟件技術(shù)與方法也在逐漸完善，其最終目標是實現(xiàn)理論創(chuàng)新、自主研究開發(fā)相關(guān)軟件，立足于實踐解決中國問題，向世界傳播中國聲音.