基于《测绘工程》期刊的测绘技术动态可视化分析

潘 杰,刘海砚,李泽仁,车 森,吕 峥

(信息工程大学 地理空间信息学院，河南 郑州 450052)

基于《测绘工程》期刊的测绘技术动态可视化分析

潘 杰,刘海砚,李泽仁,车 森,吕 峥

(信息工程大学 地理空间信息学院，河南 郑州 450052)

结合文献计量方法与可视化技术，以《测绘工程》期刊1996-2015年间发表的论文为数据源，进行关键词、摘要的统计分析，并将统计结果以统计图表和地图的形式展现，直观地反映工程技术实践类测绘研究的研究热点以及核心研究区的地理分布。从研究结果可以得出我国工程技术实践类测绘研究每年的研究热点都不相同，学科的发展地理分布较不平衡，一定程度上反映我国工程技术实践类测绘研究的水平。

论文；统计；可视化；研究热点；测绘工程

近20年来，随着信息技术的不断发展，技术的革新、需求的扩大必然牵引着理论研究的创新与发展，作为测绘研究最前端的测绘期刊无疑是对测绘研究最权威的呈现。《测绘工程》作为黑龙江省教育厅主管、黑龙江工程学院与中国测绘地理信息学会主办的国内外公开发行的测绘期刊，自创刊以来，在活跃我国工程技术实践类测绘的学术气氛，反映该领域的最新成果，培养和发现测绘专业技术人才，推动我国测绘科学与技术的发展等方面起到一定的作用。为了实现对我国测绘科技发展状况从定性到定量的分析，本文结合文献计量学的方法，采用可视化技术对《测绘工程》期刊1996—2015年所出版的1 862篇科技论文进行关键词、摘要以及发文地等方面的统计和分析，得出我国工程技术实践类测绘研究内容的变化情况以及核心研究区的分布状况。

1 《测绘工程》期刊的地位与作用

创刊于1992年的《测绘工程》期刊作为工程实践类测绘技术的交流平台，对工程实践类研究热点有较强的代表作用。因此把它的论文数据作为本文分析的数据源：

1)《测绘工程》期刊是测绘界各学者进行学术交流和研究成果发表的园地，介绍国内外测绘科技的新理论、新方法、新技术，对彰显测绘行业发展动态具有代表意义。

2)《测绘工程》期刊对论文的选择、编辑上有着自己严格的标准，在其上发表的诸多文献都对测绘行业的发展起到重要作用，该期刊还获得过“黑龙江省优秀期刊”的称号和优秀测绘期刊评选的一等奖，在测绘界内很受重视与好评。

3)其期刊的数据大，而且保留较为完整，满足进行可视化分析对数据的要求，能在很大程度上反映测绘行业近些年的发展情况，提供一个清晰的发展轨迹，对分析测绘行业的发展动态起到重要作用。

2 测绘技术动态的可视化分析

2.1 研究热点的变化

期刊论文数据具有一定的结构和要素，属于半结构化数据，和一般的文本数据不一样。论文的关键词和摘要在一定程度上反映该篇论文的主要研究内容。本文采用的软件是武汉大学开发的ROST词频统计软件和中国科学院计算技术研究院研制的汉语词法分析系统ICTCLAS，对期刊论文数据的关键词、摘要进行统计分析，从而得到《测绘工程》期刊论文的研究内容在时间上的变化情况。

2.1.1 关键词统计

表1中表示的是剔除无用词后，从1996—2015年间每年出现频率最高的关键词，从中可以看出，不同年份词频最高的关键词有所变化，这反映出20年来，测绘科学每年的研究热点都不尽相同。其中词频的均值为6.05，最高的为16，即2002年“地理信息系统”。从关键词内容上可以看出，2001—2003年，主要属于GIS和地图制图范畴。

图1是关键词随时间变化的统计图，折线图表示该词所占当年所有关键词的比例，条形图表示词频。从图1可以看出，从1996—2015年关键词的词频与其所占比例基本上呈正相关关系，也就是说，该关键词词频越高，其所占的比例越大，从而可以说明该词具有一定代表性，可以反映当年的研究热点。从2004—2013年，每年的关键词总数增多，最高词频下降，最高词频关键词所占比例也较之前明显下降，这说明这几年的工程实践类测绘的研究内容相比之下比较分散，更加多元化。

表1 1996—2015年词频关键词统计

图1 2003—2015年词频关键词随时间变化图

2.1.2 论文内容分类

本文根据论文的题目、关键词、摘要对其进行分类，主要分成3类：大地测量学与测量工程、摄影测量与遥感、地图制图学与地理信息工程。表2表示从1996—2015年间总计1 862篇论文按内容分类的统计结果。从表2可以看出，近20年间，发文数量最高的为大地测量学与测量工程类，共897篇，占论文总数的48.17%；第二位为地图制图学与地理信息工程类，占论文总数的33.35%；第三位为摄影测量与遥感类，占论文总数的18.48%。从表中可知大地测量学与测量工程类别的论文比例将近总数的一半。地图制图学与地理信息工程位居其次，摄影测量与遥感的论文相对较少。可见大地测量与工程测量一直是工程技术实践类测绘领域相对核心的研究领域。由于《测绘工程》主要来稿单位是一些偏重工科的院校和一线测绘部门，相对偏重工程测量，故对地图制图学与地理信息工程和摄影测量与遥感涉及相对要少一些。

表2 论文内容分类统计

2.1.3 各类论文的研究热点

通常情况下，论文的摘要确切地反映论文的研究内容及作者的观点，故本文利用ICTCLAS分词软件依据权重比对摘要中的关键词进行提取。

2.1.3.1 大地测量学与测量工程

表3是对大地测量学与测量工程类论文关键词提取的结果。

点云数据是三维测量获得的测量数据，这反映了测量领域中三维测量是一热点。

支持向量机、拟合、协方差、实测数据可以归为一类。大地测量学与测量工程必然离不开测量及测量数据误差的处理。BP神经网络是1986年由Rumelhart和McCelland为首的科学家小组提出，是一种按误差逆传播算法训练的多层前馈网络，是目前应用最广泛的神经网络模型之一。支持向量机(Support Vector Machine，SVM)是一种监督式学习的方法，可广泛地应用于统计分类以及回归分析。随着社会的发展，测量的需求越来越大；而随着计算机的发展与测量仪器的更新，传统测量技术向数字化测量技术转化，测量的精度要求也必然越来越高。可以预测在相当长的一段时间里，我国大地测量学与测量工程的发展趋势将是：测量数据采集和处理更加自动化、数字化；测量数据的管理更加科学化、标准化；测量数据的应用也将更加广泛。

表3 大地测量学与测量工程关键字

卫星钟差、单点定位、广播星历可以归为一类，可见卫星大地测量是现在大地测量的重要发展方向。回到原始数据发现，GPS定位技术在2000年之后成为新的测绘研究热点。GPS是新一代卫星导航与定位系统，它具有三维导航与定位能力。近年来，随着GPS定位技术改进，软、硬件进一步完善，传统测量工程中使用的以测角、测距、测水准为主体的地面定位技术，正在逐步被高速、高精度、节省、易操作的GPS技术取代。在未来随着北斗导航的发展与完善，GPS在我国必然会被北斗替代，而定位技术在测绘研究领域所占比重也必将越来越大。

2.1.3.2 地图制图学与地理信息工程

表4是对地图制图学与地理信息工程关键词提取的结果。

本文按权重从大到小提取排在前10位的关键词。从中可看出，当前地图制图学与地理信息工程的研究热点排名前三的是“电子地图”、“地理信息”、“点云数据”，由此判断“电子地图”、“地理信息”、“点云数据”是当前研究热点或者与研究热点相关性较大。计算机网络技术的发展使电子地图成为地图的网络化产品，电子地图相比传统纸质地图拥有更大优势，是当前的研究重点之一。“国界电子地图”更是反映我国对这一类型电子地图的发展尤为重视。地理信息是地理信息系统的基础，地理信息来自数据采集，数据采集是地理信息系统一个不可或缺过程，基础数据对于地理信息系统具有重大意义。而“点云数据”在地图制图学与地理信息工程领域占较大比重，说明地图制图学与地理信息工程领领域已离不开三维点云数据。栅格数据是地理信息系统中最重要的一种数据类型。城市规划高权重则表明地理信息系统技术在我国城市发展中不可或缺的作用。虚拟现实技术和增强现实技术的较大权重反映地理信息系统在现代前沿科研领域的应用愈加广泛与深入。

表4 地图制图学与地理信息工程

2.1.3.3 摄影测量与遥感

表5是对摄影测量与遥感类论文关键词提取的结果。

由表5可知，摄影测量与遥感类论文主要涉及热点有3类：一是遥感影像获取类；二是遥感数据测量类；三是数据分析与处理类。

表5 摄影测量与遥感

在占权重前十的热点中可以看出，作为遥感技术运用的第一步，遥感影像的获取在其中的地位是十分重要的，毕竟获得遥感图像是对遥感影像进行视觉认识的基本保障，只有当获得清晰度足够的遥感影像，才能在接下来的数据分析中得到可靠的结论[5]。

其次，遥感数据测量也占了较大比重。“航空摄影测量”、“摄影测量”、“点云”、“近景摄影测量”都与数据测量密切相关。遥感科学发展至今，已经进入一个能动态、快速、多平台、多时相、高分辨率提供对地观测数据的新阶段，越来越高的遥感数据测量精确度要求牵引着遥感数据测量技术的改进与发展。

数据分析与处理对于摄影测量来说也至关重要。可靠的结论离不开对获取得到的数据进行高精度处理，诸如“解算”、“相位解缠”、“神经网络”都是对数据的分析与处理。

“土地利用”说明摄影测量与遥感在土地利用方面应用较广。

2.2 核心研究区分布

依据第一作者的单位及单位所在地进行可视化的结果(见图2)。从图中大致可以看出工程技术实践类测绘研究区域的分布，总体上呈现东多西少、南多北少。而研究的热度可以由红色圆圈的大小得出，郑州、武汉、南京、北京、哈尔滨的发文数量远远超过其他城市。回归数据做定量分析，得出3个表格，见表6～表8。

图2 论文发文量地域分布图

表6 主要城市的论文发文量

表7 主要单位的论文发文量

表8 主要城市不同类别论文的比例

在录入的1 862篇论文中，超过60%集中于以上8个城市，可见这8个城市在工程技术类测绘领域的研究较为领先。分析得出以下几点原因：

1)以上城市对测绘实践的需求较高。这8个热点城市均为直辖市或者省会城市，经济、科技等各方面较发达，城市的发展建设离不开测绘保障，城市基础设施的建设需要工程测量、地形测量，大型建筑建设及地铁建设的沉降测量，城市地形图交通图行政图的绘制等，越是发达的城市越是离不开测绘；

2)城市高等教育相关领域的水平也与测绘研究密切相关。高等院校是测绘领域研究的前沿机构，发文量前五均为高等院校，其发文量远远大于行政与企事业单位。信息工程大学(解放军测绘学院、信息工程大学地理空间信息学院)发文量281占郑州市96.9%，信息工程大学偏重于工科，故在本刊中发文量处于领先地位；武汉大学(原武汉测绘科技大学)发文量138占武汉市70.4%；河海大学发文量110占南京64.0%；中南大学发文量72占长沙67.9%；黑龙江工程学院发文量54占哈尔滨47.0%，因为其为期刊的主办方，有一定的地域优势。

3)从表8分析可得郑州市，即信息工程大学侧重点在于地图制图学与地理信息工程，武汉、南京、哈尔滨重点则在大地测量学与测量工程，尤其是以河海大学为主的南京地区大地测量学与测量工程类的发文量比例最高。《测绘工程》期刊侧重于实际应用，以上数据说明4个城市在大地测量学与测量工程、摄影测量与遥感、地图制图学与地理信息工程实际应用的研究热度与深度有差异。

3 结 论

从以上的统计分析可以表明，期刊论文数据具有非常高的研究价值，能够定量描述某一学科的研究状况及其发展。本文通过对《测绘工程》期刊近20年的1862篇论文数据采用统计图表并结合可视化图形，可以得出以下结论：

1)工程技术实践类测绘研究从时间上看，每年的研究热点都有所不同，且研究内容从2004年起更加的丰富、多元化。总体研究热点主要集中在大地测量与工程测量，而2001—2003年间，主要集中在地图制图学与地理信息工程方面；

2)通过对论文摘要的关键词提取，分析得出当前工程技术实践类测绘研究在不同领域有各自的研究热点，分别是：GPS定位技术、GIS地理信息系统工程以及RS遥感影像技术；

3)通过对第一作者的单位及所在地的可视化分析，得出工程技术实践类测绘研究在区域分布上较不平衡，主要分布在郑州、武汉、南京等大中型城市。

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[责任编辑：张德福]

Visualization analysis on survering and mapping technology based on Engineering of surveying and mapping

PAN Jie, LIU Haiyan, LI Zeren, CHE Sen, LYU Zheng

(School of Surveying and Mapping,Information Engineering University,Zhengzhou 450052,China)

This paper combines bibliometrics and visualization techniques to analyze the key words and abstracts from the papers published in the Journal of Surveying and Mapping from 1996 to 2015, and shows the statistical result in form of statistical charts and maps, reflecting the focuses in the research of the engineering practice of surveying and mapping and core distribution in the study area. The research result can be concluded that the focus in the research of surveying and mapping engineering practice groups are not the same, and the development of discipline distribution is unbalanced, partly reflecting China’s surveying and mapping level of engineering practice.

paper; statistics; visualization; research focus; surveying and mapping engineering

引用著录：潘杰,刘海砚，李泽仁，等.基于《测绘工程》期刊的测绘技术动态可视化分析[J].测绘工程，2017，26(4)：75-80.

10.19349/j.cnki.issn1006-7949.2017.04.014

2016-08-29

地理信息工程国家重点实验室开放基金资助课题(SKLGIE-M-4-3);国家自然科学基金资助项目(41501446；41471387)

潘 杰(1995-)，男，本科生.

C82

A

1006-7949(2017)04-0075-06