周芹芳，申 曦，刘雄宇

(云南省地图院，云南 昆明 650034)

0 引言

地理信息系统(下文简称GIS)的发展具有多学科交叉的特点，这些交叉的学科包括地理学、地图学、摄影测量学、遥感技术、数学和统计科学、计算机科学，以及一切与处理和分析空间数据有关的学科。[1]同时，GIS又是应用性非常强的科学，随着数字地区、数字城市、三维技术、智慧城市等理念和技术的发展，几乎所有与地理区位有关的领域都需要利用地理信息数据。本文拟通过文献计量的方法，对中国20余年来GIS研究所发表论文量、主要作者和机构、研究内容、学科分布、文献影响力等问题进行统计分析，从研究论文的角度对中国GIS研究作一个简要回顾，以期对相关研究有所裨益。

1 数据与方法

本文选择中国科学引文数据库(CSCD)作为数据源，于2013年12月10日至14日，以“地理信息系统”、geographic information system、GIS、geographical information system、geo information system作为检索词，限定检索项为“关键词”、时间为1989年至2013年进行检索，得到检索结果11 189篇。本文将下载其题录信息并导入EXCEL表格，析出其题名、作者、机构、关键词、来源、基金和被引频次等字段，利用ArcGis对数据进行进一步分析。为了便于比较分析，本文还选择了中国知网(CNKI)的数据作为对比数据，于2013年12月19日以上述关键词进行检索，得到检索结果47 245条。

2 结果与分析

2.1 论文的发表年度分布

中国地理信息系统的发展起步较晚，1976年陈述彭院士在国内一次学术会议上首次提及“地理信息系统”概念，20世纪80年代以后，中国地理信息系统建设进入试验阶段，从1986年到1995年前后，中国GIS走上全面发展道路，1996年以来，中国GIS技术在技术研究、成果应用、人才培养、软件开发等方面进展迅速，2000年之后，中国GIS的应用进入了加速发展阶段[1]。笔者在CNKI和CSCD中检索到的论文发表量与这一发展历程基本一致(图1)，可以根据论文数将相关研究分为3个阶段：第一阶段为起步阶段，时间大致是1992年以前，在CNKI中，1982至1988年共检索到100篇论文，1989年后，每年论文数也不足百篇，CSCD每年收录论文数还不足5篇。第二阶段为发展阶段，时间大致是1993年至2003年，相关论文逐年增长，CNKI收录的论文数从100余篇发展至2 000余篇，CSCD每年收录的论文数也从几篇发展至几百篇。第二阶段为稳步发展阶段，时间大致为2003年至今，相关研究论文数量相对稳定，至2007和2008年达到顶峰后研究论文有所下降。

图1 1989～2013年GIS研究论文的年度变化

Fig.1 1989～2013 the annual changes of GIS research papers

2.2 论文的作者分布

笔者参照CSSCI的惯例，将每篇文献的分值限定为l，当出现多个作者合作的情况时，按照一定的权重分配这个l。两人合作时，第一作者得0.6分，第二作者得0.4分；三人合作时，第一作者0.6，第二作者0.25，第三作者0.15；四人合作时，第一作者0.6，第二作者0.2，第三、四作者每人0.1[2]；五人合作时，第一作者0.6，第二作者0.2，第三作者0.1，第四、五作者每人0.05。5人以上合作时，第六作者以上不算分值。共得到11 188篇论文的36 928条作者记录(其中有1篇文章无作者信息)。由于部分论文作者署名为英文，首先将中文姓名转换为与英文署名相一致的汉语拼音，再将其与英文署名进行比对，一致者视为同一作者，并进行合并。最终得出共有18 977位作者共同贡献了上述11 188篇论文。

通过统计论文作者，可以看出在该研究领域发文量较多，影响较大的核心作者，表1列出了权值超过7的作者，他们都是GIS研究领域的核心研究力量，如权值最高(22.45)的李德仁先生便是国内德高望重的摄影测量与遥感、GIS专家，中国科学院和工程院院士；权值较高的龚健雅(16.5)院士同样是国内顶级的GIS专家。由于统计的文献基数较大，未列出的权值小于7的许多作者同样是非常著名的专家，如权值为6的石培基先生便是西北师范大学地理与环境科学学院院长、教授、博士生导师。

3.3 论文的机构分布

机构论文数量分布，用以揭示科研产出的空间分布特征。该指标是反映研究机构、组织结构和科研活跃程度的一个重要指标[3]。笔者统计了第一作者单位，由于中国高校多次调整、改名，尤其是院系的名称更改更是频繁，故本研究中除中国科学院统计至二级单位外，只统计一级单位(如武汉大学)，再将院系合并机改名的一级单位名称进行一一识别，进行合并处理(最终名称与当前使用名称为准)。最终除单位不详的数据外，共获得11 183篇论文的第一作者机构1 483家。

表2列出了发文量超过50篇的50家科研机构，可以看出，武汉大学、中国科学院地理科学与资源研究所、中国地质大学(武汉)、北京大学、南京大学等机构发文量较大，事实上，这些机构也是中国GIS教学、科研重镇。除了中国科学院、中国测绘科学研究院和中国地震局外，均为高等教育机构，说明高校是GIS研究的最重要机构。另外，如果我们将中国科学院系统的所有机构的发文量加起来，达1 365篇，占论文总量的12.2%。

表1 1989～2013年CSCD收录GIS论文权值较高的作者(前58位)

表2 1989～2013年CSCD收录GIS论文的机构分布

3.4 论文的来源期刊分布

笔者对发文期刊一一核实，将其曾用名与现用名进行合并，如将《地理与地理信息科学》与其曾用名《地理学与国土研究》合并为现刊名，最终得出11 189篇论文共发表在558份刊物上。558份刊物中，中文刊530种，发文10 984篇(98.2%)；英文刊28种，发文205篇(1.80%)。表3列举了发表论文超过50篇的刊物26种。笔者补充了上述刊物的CN号，并提取其分类号，根据《中国标准连续出版物号GB/T 9999-2001》对其所属学科进行划分，发现相关研究的论文主要发表在天文学、地球科学，自动化技术、计算机技术等领域的期刊上(图2)。

图2 1989～2013年CSCD收录GIS论文的来源期刊学科分布(CN号)

Fig.2 1989～2013 the source journals’ subject distribution of GIS papers indexed by CSCD(NO.CN)

表3 1989～2013年CSCD收录GIS论文的来源期刊分布

由于CN号只能根据刊物申请时所属学科进行划分，并不能非常准确地体现刊物发文领域，而CSCD又没有对刊物进行学科划分。为此，我们借用《中文核心期刊要目总览(2011版)》对刊物科学的划分，将558种期刊与其进行比对。发现558种期刊中有447种同时被《中文核心期刊要目总览(2011版)》收录，共发文9 086篇，占全部论文的81.20%，其学科归属如图3所示。其中，综合性科学技术和综合性农业科学两类为理工科及农业院校的大学学报。不难发现，GIS的研究论文主要发表在测绘学、地理学、计算机科学、农业基础科学、地质学、环境科学等学科。

图3 1989～2013年CSCD收录GIS论文的来源期刊学科分布(中文核心)

Fig.3 1989～2013 the source journals’ subject distribution of GIS papers indexed by CSCD(Core Journals of China)

3.5 论文的高频关键词分布

关键词是科技论文的文献检索标识，是表述文献文题概念的自然语言词汇[4]。它体现了论文的主要内容、关键技术与方法等，是学术论文研究主题的高度浓缩。我们提取了11 189篇论文的全部49 818个关键词，对其中的简称与全称、中文与英文等(如地理信息系统与GIS等)进行了必要的统一和规范后，共得到16 993个关键词，我们利用Arcmap对其中使用频次超过50次的关键词(除去“评价”、“模型”等不具备特定意义的词语和地名词语)进行累加，最终得到42个有效关键词(表4)。

表4 1989～2013年CSCD收录GIS论文的部分高频关键词

注：本表中“空间数据”的统计中不包括“空间数据库”部分.

由于本研究选择“地理信息系统”作为关键词，故每篇文章都使用了该关键词，有的文章还使用了不止一次，如刘长东等的《GIS支持下的青岛市海域管理信息系统》[5]一文同时使用了GIS与组件式GIS两个关键词。从表3可以看出：(1)测绘科学、地理科学类高频关键词较多，如遥感、全球定位系统、数字高程模型、空间分布、地统计学、空间变异、MapX、ArcGIS、MapInfo等，是GIS研究和应用的重镇；(2)与信息化、数字化相关的高频词也较多。如数据库、三维、数据模型、web、决策支持系统、管理信息系统、专家系统、虚拟现实等，这证明信息技术与GIS研究与应用关系非常密切；(3)除此之外，还有生命科学、环境科学、电力科学以及农业科学等学科的关键词使用频率也不少，如生态环境、景观格局、局部放电、土壤养分等，未列入表3的关键词如湿地(47次)、耕地(44次)、农用地(42次)、非点源污染(42次)、城市规划(39次)、气候区划(35次)、森林资源(31次)、气体绝缘开关(31次)、泥石流(31次)等使用频率也比较高，这说明在这些领域GIS都得到了广泛的应用。

3.6 高被引论文

论文被引用与否是评价一篇文章的价值大小的重要指标，表5列出了在CSCD中被引频次最高的前20篇论文。不难发现，这些被引频次较高的论文中，除了《空间内插方法比较》等少数几篇为理论性文章外，其余几乎都是应用性研究，如《基于GIS和地统计学的土壤养分空间变异特征研究：以河北省遵化市为例》等，这进一步表明GIS是一门以应用性为主的学科。

表5：1989～2013年CSCD收录的部分GIS高被引论文

4 结论与讨论

通过对CSCD20余年来收录的GIS领域的研究论文的计量分析，我们发现：从研究文献数量的年度分布看，中国GIS研究始于20世纪80年代中后期，至2003年前后为高速发展期，2003年至今处于稳步发展阶段；从发表文献作者看，在GIS领域发表CSCD论文较多的是李德仁、李军、吴信才、龚健雅、邹逸江、边馥苓等；从发表文献的机构看，武汉大学、中国科学院地理科学与资源研究所、中国地质大学(武汉)、北京大学、南京大学等机构发文量较大，是中国GIS教学、科研重镇；从发表文献的期刊看，刊物主要集中在测绘学、地理学和计算机技术等领域，《测绘科学》、《计算机工程》、《计算机工程与应用》、《武汉大学学报.信息科学版》、《测绘通报》、《地理与地理信息科学》等属于GIS研究的核心期刊；从论文的关键词看，遥感、数据库、土地利用、三维、全球定位系统、网络GIS、空间数据、空间分析和可视化等是GIS相关研究的重点和热点。我们认为这20余年来中国GIS研究具有如下特征：

(1)GIS是一门应用性强且广泛的学科。GIS作为一门地理学、测量学与信息科学结合而产生的学科，当前，GIS的含义已经远不止是“一种为了获取、存储、检索、分析和显示空间定位数据而建立的计算机化的数据库管理系统(1998年，美国国家地理信息与分析中心定义)”[6]，它已经发展成为一门信息化的地理学，即地理信息科学。当前只要是与地理或空间位置相关行业开展信息化工作，几乎都离不开GIS，在本研究的统计中，有3个方面体现了这一特征：一是发文期刊种类较多，除综合性科学及测绘学、地理学和计算机科学外，农业基础科学、环境科学、电工技术建筑科学和水利工程等都发表了较多的GIS论文(图3)，发文数量排前几位的期刊中就有《水土保持研究》和《农业工程学报》等刊物；二是相关关键词使用非常广泛，除与测绘、地理及计算机科学相关专业的关键词外，土壤侵蚀(164次)、生态环境(133次)、滑坡(79次)、土壤养分(53次)、成矿预测(44次)、非点源污染(42次)、城市规划(39次)、气候区划(35次)等其他自然科学领域的关键词使用频率也很高；三是在高被引论文中，几乎都属于GIS应用于其他领域的研究论文(表5)。

(2)GIS与其他信息系统协同发展的特征非常明显。在我们获取的关键词中，决策支持系统、管理信息系统和专家系统的使用频率非常高，分别达96次、86次和78次。通过进一步研读相关论文，不难发现，GIS的应用已经不局限于仅仅“识别区位”的功能，而是将地理区位作为系统的重要部分，为更广泛的资源、信息和管理服务，为政府、企业等决策服务。如早在2003年，王家耀等学者就指出，“大多数GIS的功能尚停留在空间数据的采集、储存、管理、查询、分析和显示、制图的水平上，空间分析能力较弱，缺乏对复杂空间问题决策的支持能力，难以满足各级决策者的需要。而大多数的DSS不能灵活、直观地描述对象的空间位置、空间分布等信息，不能为决策者或决策分析人员创造一种空间数据可视化的决策环境”[7]。他们由此提出了将GIS与DSS集成系统，构建空间决策支持系统的概念及系统模型，解决与空间有关问题的决策支持系统。近年物联网的发展，GIS与物联网协调发展的研究也开始出现，如吴长彬根据物联网与空间信息技术之间相互交融的关系，提出了“物联GIS”的概念[8]。

(3)3S集成是研究热点，其中以RS与GIS集成更突出。早在1997年，李德仁院士就讨论了3S集成中需要研究和解决的一些理论与关键技术以及各种可能的集成应用系统[9]。本研究统计的关键词中，3S是使用频率最高的词语之一，“遥感”达118次，“全球定位系统”达392次，“遥感与地理信息系统”达209次，“3S技术(集成)”达40次(表4)。地理信息系的核心是数据，遥感是GIS重要的数据源和数据更新的手段，而反过来，GIS则是遥感中数据处理的辅助信息，用于语义和非语义信息的自动提取[8]。在有关的应用研究中，研究者通常使用遥感影像作为基础数据源，利用GIS将多种数据源泉、集合起来，如李璇琼等人对四川省丹巴县的县域生态安全评价即采用这样的方法[10]。这样，我们便不难理解RS与GIS集成成为研究者关注的焦点。

当然，本研究还存在一些局限，包括：(1)由于我们统计的时间跨度较长，论文作者单位以及刊名都存在变更的情况，尽管我们进行了合并处理，但其中讹误之处在所难免；(2)我们没有严格区分同名作者，也必然存在同名作者被视为同一作者的情况，中英文姓名的合并很可能存在一些讹误；(3)由于数据量较大，而我们没有根据学科及期刊文献总量进行分析，必然存在一些重要的学者、刊物和关键词没有揭示出来。

参考文献：

[1]刘明皓.地理信息系统导论[M].重庆：重庆大学出版社，2010：15-19.

[2]段京肃，白云.新闻学与传播学学者、学术机构和地区学术影响研究报告(2000-2004)——基于CSSCI的分析[J].现代传播，2006(6)：25-34.

[3]王彦，田长彦.基于CSCD的盐生植物研究文献计量评价[J].植物分类与资源学报，2013，35(5)：665-673.

[4]张燕燕.谈谈科技论文的写作[J].海洋测绘，1998(4)：47-49.

[5]刘长东，梁振林，任一平.GIS支持下的青岛市海域管理信息系统[J].海洋环境科学，2009，28(6)：760-763.

[6]吴信才，白玉琪，郭玲玲.地理信息系统(GIS)发展现状及展望[J].计算机工程与应用，2000(4)：8-9，38.

[7]王家耀，周海燕，成毅.关于地理信息系统与决策支持系统的探讨[J].测绘科学，2003，28(1)：1-4.

[8]吴长彬.物联GIS及其应用[J].测绘通报，2013，10：44-46.

[9]李德仁.论RS，GPS与GIS集成的定义、理论与关键技术[J].遥感学报，1997(1)：64-68.

[10]李璇琼，何政伟，陈晓杰，等.RS和GIS支持下的县域生态安全评价[J].测绘科学，2013，38(1)：68-71.