基于CiteSpace的我国GIS专业教学期刊可视化分析

王 莉，景海涛，杜久升，程结海

（1.河南理工大学 测绘与国土信息工程学院，河南 焦作 454003）

为实现我国GIS专业发展的定量分析，本文应用知识图谱方法，对CNKI上主题含有“GIS专业”的文章，从GIS专业研究的发展趋势、科研机构、作者、研究热点和前沿等方面进行可视化分析，旨在全面把握我国GIS专业教学领域的研究热点和前沿，为我国GIS专业的教学研究提供有价值的参考［1-3］。

1 数据来源

选择中国学术期刊网络出版总库(CNKI)收录2000～2016年主题含有“GIS专业”的文章，检索条件为“精确”，检索时间为 2016-12-28，共检索到510条记录，去除部分不属于GIS专业教学领域文献，最后确认452篇文献为本研究所需。

2 研究方法

2.1 文献计量法

文献计量法即通常所说的文献统计分析，就是利用数学、统计学等方法对相关文献特征进行统计分析，用数据来描述或解释文献的分布结构、数量关系和变化规律的方法，从而解释文献特点。

2. 2 共现分析法

共现分析法是1986年法国国家科学研究中心CNRS的研究员Callon、Law和Rip提出的。它基于文献内容特征，将各种文献中的共现信息进行定量分析，用以揭示文献的关联和特征项所隐含的寓意。一般认为，词汇在同一篇文献中出现的次数越多，则代表这两个主题的关系越紧密，统计文献的主题词两两之间在同一文献中出现的次数，便可分析这些词所代表的学科和主题的结构变化，发现学科的研究热点，横向和纵向分析学科领域的动态过程和静态结构［4］。

2. 3 词频统计分析法

词频统计分析法是指利用能反映文献核心内容的关键词，依据其出现次数的高低揭示研究对象发展的数量关系和内在规律的一种计量学方法，出现的频次越高说明GIS专业教学研究领域的研究者关注的程度高，则有可能代表GIS专业教学的研究热点和前沿。

2. 4 可视化分析法

可视化分析法是利用计算机图形学和图像处理技术，将数据转换成图形或图像的方法。

本研究在共现分析方法、词频分析方法和可视化分析方法的基础上，借助大连理工大学WISE实验室和美国Drexel University 信息科学与技术学院陈超美博士用科学计量学及其最新的知识图谱联合开发的CiteSpaceⅢ（版本号为4.0.R5 （64-bit）） 科学文献分析工具［5］，将CNKI下载的 452篇文献摘要数据，输入CiteSpaceⅢ软件中，将时间跨度选为 2000～2016 年，Time Slice(时区分割) 为 17 a，主题词来源为 Title（标题）、Abstract（摘要）、Keywords （关键词），阈值设置为默认值（2，2，20）（2，2，20） 和（2，2，20） ， 选 定路径搜索为最小生成树( Minimum Spanning Tree) 算法，其科研机构（Institution）、作者（Author）共现采用最小生成树（Minimum Spanning Tree）算法。依据分析内容的不同，选定相应的网络节点，如作者、关键词、科研机构等，绘制出我国GIS专业教学研究领域的知识图谱。

3 研究结果与讨论

3.1 研究文献时间分布分析

GIS专业教学研究领域发表论文的数量与时间变化关系，能够揭示出该领域的研究历史，并预测其发展趋势［6］。由图 1 可知，我国GIS专业教学论文量呈逐渐增长，大致可分为 3个阶段：第 1 阶段为起步阶段（2000～2006年），7 a间共发表论文71 篇，占总量的15.71% ；第 2 阶段为高速发展阶段（2007～2012年），6 a间发表论文214 篇，占论文总量的47.35%，并呈逐年快速增长；到 2012年论文发表量达到顶峰，为52篇。第 3 阶段为平稳发展阶段（2013～2016年），我国GIS专业教学研究进入了比较平稳的时期，4 a间共发表167篇，占论文总量的36.95%，此阶段，我国GIS专业教学研究理念逐渐成熟，虽年度论文量有所下降，但依然维持较高的水平，年均发文量为41.75篇。

图1 2000～2016年我国GIS专业教学论文发表年度趋势

3.2 科研机构知识图谱分析

科研机构的共现分析可以直观表现出我国GIS专业教学研究的主要力量及其科研影响力分布。运用CiteSpace Ⅲ软件对科研机构（Institution）进行分析，得到我国GIS专业教学领域科研机构知识图谱（图 2）。

图 2 2000～2016年我国GIS专业教学研究机构共现网络

如图2所示，每个节点代表一个科研机构，节点的大小与科研机构发文量成正比，节点间的连线代表科研机构之间的合作关系。由图 2 可知，武汉大学与滁州学院的节点最大，2000～2016 年间发表GIS专业研究论文 9篇，排在首位；排名第 3 位的是江西理工大学、河南理工大学、山东科技大学和广西师范学院，分别发表论文 7篇。武汉大学在GIS专业教学与科研的研究领域远远领先于其它学校，并具有较强的科研实力。另外，其他综合型大学对我国GIS专业研究高度关注，科研实力雄厚，是我国GIS专业教育研究的主要力量。

从图 2 中可以看出，排名前50的机构（N=50），网络密度比较低（Density=0. 0057），表明我国GIS专业的科研机构分布比较广泛。其中，有7所机构有合作关系（E=7）。最大的合作网络是以武汉大学为核心与中南大学等构建的共现网络；其次，是由山东科技大学、东华理工学院等构建的第 2 大共现网络，在GIS专业不同领域进行研究和紧密合作。

3.3 核心作者知识图谱分析

一般来说，作者的发文量反映其知识的产出能力，是作者科研能力的客观评价标准之一。作者的科研成就与其在重要刊物上发表的论文数量高度相关。本研究的 452篇文献中，经统计，出现频次 5次以上的有13人，出现频次 3～4次的有37人。说明我国GIS专业教学领域受到广大学者的关注，高产作者相对集中。

运用 CiteSpaceⅢ软件，得到作者共现网络（图 3）。节点的大小与作者发文量成正比，节点的连线代表作者间的合作关系。由图 3 可知，程朋根和郑春燕的节点最大，发表论文9篇，排在首位；其次是胡华科、李大军、吴德华和王春发表论文7篇；第 7位是郑贵州、杨冰、刘兴权，各发表论文6篇。

图3 2000～2016 年我国GIS专业教学研究作者共现网络

通过对作者所属科研机构的网站介绍发现：我国GIS专业教学研究领域排名前 13 的作者中，教授 7人，占53.85%，副教授 3人（23.08%），讲师3人（23.08%），说明我国GIS专业教学研究作者群力量雄厚。在作者共现网络中进行FindClusters功能，发现核心作者共现网络密度较高，但是均以各自科研机构形成小型合作团队，这些团队为我国GIS专业教育研究与发展做出了较大的贡献，对我国GIS专业的发展起到积极作用。

3. 4 高频关键词与共现网络分析

关键词是论文研究内容的高度浓缩，反映研究领域的关注焦点和研究者感兴趣的学术问题。运用 CiteSpaceⅢ软件，得到关键词突现网络的主干结构（图4）。

表 1 列出我国GIS专业教学研究频次和突现值前 10名的关键词。其中，除了关键词“地理信息系统”出现的频次最高，为 248次；其次是GIS专业出现的频次为99次；排名第 3 是教学改革，出现频次为57次。突现性较高的关键词代表我国GIS专业教学研究的热点和前沿问题，突现值排名第1位的是课程设置，突现值为 5.988 5；其次是地理信息科学，突现值为3.627 3；排名第 3 是教学改革，突现值为 3.344 3。说明教学改革和课程设置是GIS专业教学领域的中心。

由图 4 可知，根据聚类将关键词的共现网络分为 6个热点知识群，这些知识群代表了GIS教学领域研究的热点和前沿。

表1 2000～2016 年我国GIS专业教学研究高频和高突显性关键词

图4 2000-2016 年我国GIS专业教学研究核心关键词共现网络

知识群 1“地理信息系统”在网络中的节点最大，与它直接相连的关键词“实验教学”、“实践教学”、“高等教育”等形成了共现关系较强的子网络。表明学者一直关注GIS专业实践教学的改革和效果、GIS实践体系构建等方面［6,7］。

知识群 2“GIS专业”为核心，与它直接相连的关键词“课程设置”、“人才培养”和“课程体系”等形成了关系紧密的子网络。表明GIS专业的课程设置和人才培养模式一直是GIS专业研究的热点和前沿内容，尤其是GIS专业课程体系设计，GIS专业创新能力和团队合作能力的培养［8,9］。

知识群3 中的高频关键词“教学改革”、“课程建设”与“专业人才”紧密联系形成子网络。说明教学内容和知识结构的研究为该时期研究的热点，并与时代的背景密切相关，针对不同的专业人才采用不同的课程设置和知识结构［10,11］。

知识群4中的高频关键词“教学模式”、“教学内容”与“教学实践”紧密联系，包括GIS专业课程的教学内容改进和教材编制，教学模式的改革等。

知识群5中的关键词“实践教学体系”、“人才培养模式”与“实践能力”等构成的子网络，包括GIS实践教学基地建设、校企合作机制的建设等方面［12］。

知识群6中的高频关键词“地理信息科学”、“培养方案”与“学科建设”等构成的子网络。2012年GIS专业更名以后，地理信息科学的研究逐渐增多，具体研究方向为GIS学科建设、专业课程体系建设、培养方案设计等方面。

4 结 语

我国GIS专业教学研究呈现从快速增长到缓慢增长的趋势，可以分为起步阶段、高速发展阶段、平稳发展3个阶段。研究热点主要集中于教学改革、人才培养、课程设置、实践教学等方面。研究领域拥有一大批经验丰富、理论水平高的科研人员，虽然所占总人数的比例较小，但是实力雄厚，基础扎实，大力推动了我国GIS专业教育研究领域的发展。

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