医学地理信息系统研究的文献计量分析

2017-09-12孙一璠赵明张鲲翼陈秉乾付林卉卢川力

医学信息 2017年17期

孙一璠　赵明　张鲲翼　陈秉乾　付林卉　卢川力

摘要：以文献计量学为基础，以“CNKI 中国期刊全文数据库”为依据，对我国2001～2014年间发表的GIS在医学中应用的相关学术论文进行文献计量学分析，内容包括学术论文的年代分布、发文量较多的核心期刊分布、论文的主题分布等，指出了医疗卫生领域中 GIS的发展现状及研究重点。

关键词：地理信息系统（GIS）；文献计量；医学；发展趋势

中图分类号：TP391.1 文献标识码：A 文章编号：1006-1959（2017）17-0053-04 Bibliometric Analysis of Medical Geographic Information System Research

SUN Yi-fan1，ZHAO Ming2，ZHANG Kun-yi1，CHEN Bing-qian1，FU Lin-hui1，LU Chuan-li1

（1.College of Resources and Environmental Science，Wuhan University， Wuhan 430072，Hubei，China；

2.120 Command Center，Wuhan Emergency Center，Wuhan 430022，Hubei，China）

Abstract：Based on bibliometrics，with"CNKI China Journal Full-text Database"as the basis，the bibliometric analysis of the related academic papers of GIS published in China from 2001 to 2014 was carried out，including the distribution of academic papers，the distribution of core journals，the distribution of the theme of the paper，and pointed out the development status and research focus of GIS in the field of medical and health.

Key words：Geographic information system（GIS）；Bibliometrics；Medicine；Development trend

地理信息系統（GIS）是一种能够处理海量空间数据的系统，主要具备数据操作与处理功能、制图显示功能和空间查询与分析功能。国际GIS起源于上世纪60年代，随后被广泛用于土地资源管理、城市管网、海洋与气象、国防公安、人防消防等多个领域。我国于20世纪70年代开始探讨计算机在测量、地图制图和遥感领域的应用， 20世纪80年代，我国展开了全面的GIS实验探索，并在1986年至1995年的10年间迅速发展，1996年以后，GIS在我国各个领域得到广泛运用，进而向产业化方向发展。

医学是一个涉及微观结构和宏观系统的多分支学科，其中大量与宏观系统有关的数据具有空间分布特点，这为GIS在医学领域的应用提供了切合点。但GIS与医学的结合直到20世纪80年代末期才初见端倪。随后，利用GIS进行疾病监测和因素分析、建立突发卫生事故应急系统、合理配置公共卫生资源等成为国内外医学GIS探讨的重要课题[1]。我国学者徐业昌曾在1997年对GIS在医学领域的应用情况进行过归纳总结 [2]。进入21世纪之后，无论是学术研究界，还是医疗实践，都对GIS的运用情况进行大量的理论研究和实践应用，然后鲜有人对我国医学GIS的发展脉络和状况进行系统的梳理。基于此，笔者利用文献计量学的方法对2001～2014年国内期刊发表的有关GIS在医学领域中的学术论文进行统计分析，旨在回顾我国医学GIS的发展进程和研究现状，探索医学GIS的发展方向。

1 资料与方法

1.1一般资料

本文的主要数据来源于中国期刊全文数据库（CNKI）。进行检索时，在查询范围内选择医药卫生科技子目录，以“GIS+ 地理信息系统”为检索词，其检索项为“篇名 & 关键词 & 摘要”。本次检索，共获得794篇文献信息。去除会议文件和杂志文章和学位论文后，经过数据的筛选去重并去除2015年的信息，得到了459条期刊论文条目，包含文章名、作者姓名、发表年限、机构名、关键词、发表期刊等信息。表3中期刊的影响因子数据来源于万方数据库的期刊影响因子数据（2013）。

1.2分析方法

本文采用Excel2013软件对所获取的数据进行统计处理，应用文献计量法进行分析与描述。文献计量法[3]是通过对大批量文献的外部特征如作者、发表年限、期刊、关键词的量化分析，得到一系列相关结论，如确定某领域核心作者和期刊、判定某学科某领域的发展态势和研究热点。其数据分析与描述，是建立在描述文献本身变化的文献的生长与老化律、表征科技文献作者分布的洛特卡定律、表征文献中词频分布的齐普夫定律、确定某一学科论文在期刊中分布的布拉德福定律和文献的引证规律上的。

2 结果

2.1学术论文的年代分布

理论指导实践，实践推动理论创新。统计分析学术论文的年代分布情况不仅可以发现医学GIS的运用动态，也可以在一定程度上揭示其阶段性特征。统计数据表明，进入21世纪之后，我国公开发表的医学GIS学术论文总量呈现出不断地增加的态势，增长幅度基本上是稳定的。图1为文献发表量的年分布图，从图1中可以看出，2006年以前文献年发表量快速增长。而2006年之后，年文献发表量在45篇上下波动，呈现相对稳定的态势。这反映出我国GIS与医学的结合在2006年后无新的增长点。endprint

图2为文献年累计量图，对该组数据进行线性拟合时， R2=0.9899，说明医学GIS发展稳定，井喷发展时期相对较短。同样可以观察出，若移除2006年以前数据，R2将更加趋近于1，即线性拟合符合度更好。根据拟合公式y=39.582-77.07可以预测，我国医学GIS的文献将基本保持每年40篇的速度增长。

在医学GIS领域，周晓农、胡晓抒等人于1998年建立了我国吸血虫病地理信息系统[4]，第一次系统的尝试将地理信息系统应用于我国的血吸虫病监测。在应对突发卫生事件建立地理信息系统方面，最早可以追溯到刘纪远、钟耳顺等人于2003年研制的SARS控制与预警地理信息系统[5]。王远飞和张超于2005年进行的GIS和引力多边形方法在公共设施服务域研究中的应用的研究[6]则是第一次有学者将GIS运用于公共卫生资源的配置。可以发现，在2006年以前，GIS与医学的主要结合点，已经有学者进行了开拓性和进一步的研究，这也是图1中2006年以后年论文献数较稳定，图2去除2006年及之前数据后再进行线性拟合的符合度更高的原因了。另一方面在徐业昌于1997年发表名为《地理信息系统及其在医学领域的应用》的文献前，并没医学GIS相关文献见诸报道。

因此，结合图1和图2反映出的趋势，可以将医学GIS的发展划分为三个阶段：从上世纪八十年代到1996年的准备阶段、1997年到2006年的开拓发展阶段和2007年至今的稳定发展阶段。可以预测，在GIS和医学没有产生崭新的结合点前，我国医疗GIS将长期处于第三阶段，该领域的研究将稳步进行。

2.2论文的主题分布

关键词反映着一篇文章的主题，在大量数据统计中，高频关键词的出现，能够较为客观地反映出该领域的研究热点。对比不同时段的高频词分布，则能推测该领域研究热点的变迁。由于笔者在检索式设计时采用检索词是“地理信息系统+GIS”，因而大多数文献的关键词中都含有地理信息系统（GIS）。在对数据进行查重合并后，如将关键词“GIS”“地理信息系统”“地理信息系统（GIS）”进行合并后，根据齐普夫定律相关思想，提取关键词总频次的前约1/3频次进行汇总，得到关键词-频次分布表格。其中表1为2006年以前的关键词-频次分布表格，表2为2006年以后的关键词-频次分布表格，表3则为2001～2014總的关键词-频次分布表格。

由表1可以发现，2006年前，将GIS应用于流行病学领域，研究流行病的空间分布，并进行监测与预测，是医学GIS的最主要运用。在流行病学领域，血吸虫病和钉螺这两个具有相互联系的研究对象，是当时的主要研究对象。而登革热、肾综合征出血热、宿主动物、肿瘤同样是将GIS运用与流行病学的研究对象。除此之外，公共卫生领域的资源配置、将GIS引入相关部门的决策支持系统，同样是当时的研究重点。另有学者专门探讨了我国中药资源的地理分布。

观察表2，可以发现“空间自相关分析”、“时空聚类分析”、“趋势面分析”、“时空分析”等表1中未出现的关键词大量出现，这说明2006年以后GIS与医学的结合进一步加深，进行医学GIS研究的学者更加注重分析技巧的使用。另一方面，表2中多出了“疟疾”、“鼠疫”、“手足口病”、“出生缺陷”，这说明将GIS应用于流行病学被更多学者所接受，这样的方法论被运用在越来越多的研究个体上。表1中“预测”一词的频次仅为3，而表2中监测的频次为11、预警的频次为9，这说明将GIS运用与疾病监测和预警得到迅速发展。

表1和表2对比中所反映出的变化同样可以通过不同年代的医疗GIS文献综述的对比发现[7～8]。表3则体现着医学GIS发展以来的整体研究热点分布，该表中空间分析与统计相关词汇如“空间分析”、“空间自相关分析”、 “空间分布”、“ 地理分布”、“时空聚类分析”“时空分析”“空间统计”等大量出现，说明GIS在医学领域的进行应用的立足点是其空间分析与统计能力。该表中“血吸虫病”、“钉螺”、“疟疾”、“鼠疫”、“登革热”、“肾综合征出血热”、“结核病”为我国常见的传染病、流行病或地方病，这说明疾病监测是GIS在医学领域最广泛和热门的一种应用类型。其次“决策支持系统”也在该表中出现，表明医疗GIS的第二大应用为“应对突发卫生事件和为医疗相关部门提供支持”。相较而言利用GIS进行卫生资源配置的研究较为冷门。

2.3论文的期刊分布

核心期刊能对该领域研究成果做出客观和公正的评价，集中着大量该领域的高质量文献，因此确定某领域核心期刊对学者的研究工作具有重要意义[9]。笔者，对459篇期刊论文的期刊来源进行统计，依据布拉德福定律，用区域分析法来确定该应用领域的核心期刊。

按累积载文数，将期刊划分为三个区域。A区域：B区域：C区域的文献累积量为164：169：166，接近1：1：1。三个区域的期刊数量之比约为1：4.5：15，和根据布拉德福定律计算得到的1：4.5：21是基本符合的。根据布拉德福定律，可以确定A区域的期刊为医学GIS的核心期刊，其结果以表格的形式进行呈现。如表4所示，以《中国公共卫生》、《中国血吸虫病防治杂志》、《现代预防医学》为首的14家医学领域期刊为医学GIS研究的核心期刊，在该领域具有较大的影响力。

从表4中容易发现，期刊载文量和其影响因子无关联。又，上述期刊均为医学领域期刊。因而医学GIS并不是医学的主要研究方向之一，医学界对GIS的总体重视程度还相对较低。GIS在和医学的结合有望在不久的将来进一步加深。

2.4论文著者分布

由于文献的作者可能有多个，而第一作者是公认权重最大的作者，因而笔者在分析459篇期刊文献时只提取了文献的第一作者信息并进行分析。通过表2可以清晰地看到篇数与作者数间的变化规律--发文量为一篇的人数为336（84.85%），2篇的人数为41人（10.35%），3篇为17人（4.29%），4篇为4人，5篇和6篇均只有一人。显然对GIS在医疗领域的应用的研究中，绝大部分研究是不具备连续性的分散的，只有极少的几个团队或学者对GIS在医疗领域的运用有较为连续和深入的研究。表5的第三列为根据平方反比律进行依据篇数进行作者人数预测，该预测显然与实际值差距较大，反映出医疗GIS研究的集中趋势较弱。根据洛特卡定律的推广形式f（x）=C/x^a，取C=f（1）=336，反解出a的值约为2.86，根据该推广式进行预测，得到表2第4列，和实际数据拟合程度较高。数据的对比进一步显示，医疗GIS研究领域高频作者和团队还非常不足。endprint

根据作者分布的原始数据，可以得出在医疗GIS领域的高频核心作者为李婵娟（第三军医大学）、戴阳（第二军医大学）、闫磊、张喜旺、唐继海、吴库生等。活跃作者主要有彭文祥、陆应昶、冮森林、范俊杰、鹿凤苓、方立群、董毅、于国伟、吴玉、刘刚、杨进、刘美德、张标、刘颖、张治英、刘志涛、尚磊。以李婵娟与李维民为主的科研团队和以闫磊等为主的科研团队主要研究GIS在流行病监测等方面的运用；以戴阳、杨武、徐燕茹为主的科研团队主要将精力集中在GIS运用在军事医疗中的问题；以张喜旺、刘剑锋、秦奋等人为主的科研团队则主要研究利用GIS进行医疗评估。

3 总结

地理信息系统在我国医疗卫生领域的运用，可基本划分为上世纪八十年代到1996年的准备时期、1997年到2006年的开拓发展时期和2007年至今的系统化和稳定时期三个阶段。在GIS技术本身没有突破性发展且GIS与医疗卫生没有新的应用结合点的前提下，GIS在医疗卫生领域的应用研究将保持平稳匀速增长，其研究阶段将长期保持在第三阶段。

医学GIS并非医学领域的研究重点，其主要研究熱点为疾病监测和预警，其他的还有决策支持与公共卫生资源配置。2006年以后，该领域学者越来越注重GIS的深层运用，引入大量分析方法，使得整体研究质量有所上升。

以《中国公共卫生》和《中国血吸虫病防治杂志》为代表一系列医学领域的期刊，是GIS在医疗卫生领域的应用研究的核心期刊。

我国大多医学GIS的研究不具备连续性，且该领域的顶尖学者和团队为数不多，相对匮乏。

参考文献：

[1]胡鹏，黄杏元，华一新.地理信息系统教程[M]. 武汉：武汉大学出版社，2002.

[2]徐业昌，李树祥，俞守义.地理信息系统及其在医学领域的应用[J].北京生物医学工程，1997（04）：249-253.

[3]邱均平，王曰芬.文献计量内容分析法[M].北京：国家图书馆出版社，2008.

[4]周晓农，洪青标，孙乐平，等.地理信息系统应用于血吸虫病的监测Ⅰ.应用预测模型的可能性[J].中国血吸虫病防治杂志，1998（6）：321-324.

[5]刘纪远，钟耳顺，庄大方，等. SARS控制与预警地理信息系统的研制与应用[C]//香山科学会议第204次"SARS预防与控制"学术讨论会会议交流材料.2003：337-344.

[6]王远飞，张超. GIS和引力多边形方法在公共设施服务域研究中的应用--以上海浦东新区综合医院为例[J].经济地理，2005，25（6）：800-803.

[7]张永强，刘泽军.地理信息系统（GIS）在公共卫生中的应用[J].中国公共卫生，2005，05：632-633.

[8]吴晨，黄学敏.地理信息系统在公共卫生领域的应用[J].医学信息学杂志，2012，41（11）：22-26.