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国内无人机倾斜摄影研究领域的知识图谱可视化分析

2021-09-09孙小琼

绿色科技 2021年16期
关键词:发文图谱测绘

孙小琼,李 威

(贵州省山地资源研究所,贵州 贵阳 550001)

1 引言

知识图谱理论与方法成为科学计量学研究的最前沿[1],是有机结合传统科学计量学来展现学科结构和发展的可视化图谱[2,3]。近年来,我国兴起运用科学知识图谱方法来把握学科研究前沿和知识基础发展动态的浪潮[4,5]。廉同辉利用知识图谱分析了2000~2010年旅游学科研究[6],梁宇哲则分析了无人机遥感研究[7]。无人机倾斜摄影作为近年来广泛应用的技术手段,迄今为止国内还很少有人运用科学知识图谱方法,对已有无人机倾斜摄影研究成果进行梳理总结。因此,本研究拟采用CiteSpace软件绘制2015~2020年无人机倾斜摄影研究领域的知识图谱,从关键词、研究机构和作者、突现词等角度进行分析,以探析近年来国内此领域研究的情况,以期对国内无人机倾斜摄影研究有一个较为整体、全面的认识和把握。

2 数据来源与研究方法

2.1 数据来源

本研究数据源于CNKI中国学术期刊(网络版),检索主题词为“无人机倾斜摄影”,以“篇名”为检索途径,检索来源主要为期刊,检索时间节点截至2020年,共检索到1065篇文献,数据下载日期为2021年3月16日。并对检索结果进行去重、整理,以剔除广告、报纸报道、无作者文献等不相关条目,最终得到样本文献1044篇。

2.2 研究方法

知识图谱是指通过数据挖掘、信息分析、科学计量和图形绘制等一系列处理来可视化地展示某一学科领域的知识,具有知识导航的作用[8],以科学知识为计量研究对象[9],其概念在文献计量学出现时就被提出来了[10~12]。本研究拟采用华裔学者陈超美教授研发的文献计量学工具CiteSpace 5.6.R3软件,这是一款可用于观察某个研究领域的研究趋势或动向,并以可视化的方式加以呈现的软件。并结合EXCEL软件分析研究发文数量的时间分布特征,通过采用CiteSpace软件分析样本文献中的研究作者、发文机构、关键词、研究热点,绘制了无人机倾斜摄影研究领域的可视化图谱,探寻了该研究领域的时空格局和热点研究动态,进而揭示无人机倾斜摄影的研究现状及大致发展趋势。

3 结果分析

3.1 发文时间与分布特征

研究成果随时间的变化趋势可以从侧面反映出该领域的在一段时间内的发展状况[13]。对收集的1044篇文献进行分析,得到无人机倾斜摄影研究领域发文量年代分布情况如图1所示。从文献总量来看,我国近年来无人机倾斜摄影研究性文献发文量呈快速增加的趋势,说明无人机倾斜摄影研究领域逐渐受到越来越多的国内学者们的关注。从文献发文时间来看,第一篇研究性文献在2015年刊登,此阶段为学科领域研究的探索阶段,少量论文开始开始涉猎;2016~2017年研究成果快速增加,2016年和2017年的发文数量较上一年增长速率均达到70%以上,此阶段为学科领域研究的快速发展阶段;2018~2020年,年发文数量总体稳步增加,发文量保持在150篇以上,此阶段为学科领域研究的稳定发展阶段。

图1 文献的时间分布和发文数量

总体而言,我国无人机倾斜摄影的研究自2015年呈现逐渐增长的趋势,发文数量从2015年的3篇增加到2020年的406篇,数量上增加了135.3倍。由此可看出,无人机倾斜摄影研究领域开始引起国内学者们的关注和重视。

3.2 作者与研究机构分布知识图谱分析

3.2.1 作者共现知识图谱分析

作者共现分析用于识别某一研究领域的核心作者及研究人员之间的合作强度与互引关系[14]。将1044篇有效文献数据转换后导入CiteSpace软件,生成作者合作科学知识图谱,如图2所示。图中的节点数量与大小代表了核心作者群体共现频次,线条数量与粗细反映了作者合作关系与合作强度,它们共同组成了作者群与合作网络的知识图谱。图谱中共有207个节点,136条连线,网络密度0.0064。通过图谱可以看出,发文数量最多的为祖为国、方留杨、段平、王果、成李博、姚永祥、相诗尧、李佳等8位作者,均发表4篇文献。研究者的合作关系较密切的2个作者群:一个是祖为国、潘屹峰、张强、雷伟刚;二是成李博、张玉侠、段平、姚永祥、李佳。此外,还存在一些节点较少、链接简单的合作网络及独立作者,这也说明了大多数研究人员还处于相对较独立的研究状态,没有形成较完整研究体系,之间的关联较少。

图2 发文作者知识图谱

3.2.2 发文作者机构共现分析

各机构发文数量的多少以字体的大小表示,各机构文献被引的情况以引文年轮表示,各机构间的学术合作(体现为引用)以引文年轮间的连线表示[15]。从图3和表1中可以看出,发文最多且引用最多的是广州市城市规划勘察设计研究院,其次是昆明理工大学和江西煤田地质局测绘大队。通过对作者发文机构的知识图谱分析,可知我国目前有大学、公司、测绘院等机构进行无人机倾斜摄影方面的研究,但是研究机构主体只要是测绘性质的机构,大学中也逐渐开展此领域的研究。从地理空间分布来说,研究机构主要位于广州、杭州、昆明、西安、浙江、衡阳、南昌、重庆、贵阳等城市。

图3 主要研究机构

表1 发文数量排前十的机构

此外,通过进一步分析发文机构的合作关系得知,主要合作机构网络有云南大学—云南省地理空间信息工程技术研究中心—云南省高校资源与环境遥感重点实验室、浙江省测绘大队—云和县国土资源局、北京林业大学—北京市测绘设计研究院等。但总体而言,除云南省的发文机构合作紧密外,无论是跨省还是省内的机构合作关系均较弱,合作强度不大,跨学科机构合作几乎没有,这也在一定程度上也反映出受不同地势差异、气候条件、经济发展状况等背景要素的影响,导致发文机构的研究侧重点有所不同,在后期的研究中东西部可加强合作,进一步拓宽无人机倾斜摄影的研究领域。

3.3 关键词共现分析

3.3.1 关键词知识图谱可视化分析

关键词代表文章的核心主题和主要内容[16]。利用CiteSpace软件分析文献关键词,节点类型选择关键词,得到关键词共现图谱见图4。共获得126个节点,214条连线。图4中每一个节点表征一个关键词。关键词共现网中圆圈越大,代表该关键词出现的频率越高,其中高频关键词反映的是该学术领域的研究热点,而中心性则反映的是该热点的重要性。

图4 排名前50高频关键词共现网

通过CiteSpace软件列出的前20名高频关键词(表2)进一步分析得知, 从中心性方面来看,中心性超过0.1,从高到低依次为“无人机”“倾斜摄影”“应用”“倾斜摄影测量”“无人机倾斜摄影”“精度分析”“三维建模”“三维模型”“实景三维模型”“大比例尺地形图”“倾斜摄影测量技术”“摄影测量”“无人机倾斜摄影测量”等13个关键词。关键词频次超过100次的高频词有4个,分别为“无人机”“倾斜摄影”“倾斜摄影测量”“三维建模”。总体来看,关键词主要是围绕“三维建模”“无人机倾斜摄影测量技术”“精度预测”等方面讨论,研究方向较为集中。

表2 国内无人机倾斜摄影领域发文高频关键词

3.4 研究热点分析

从2015年第一篇关于无人机倾斜摄影的文献发表至今,伴随着社会经济的发展和新技术的应用研究,越来越多的学者投身这一领域。主要包括无人机倾斜摄影技术的研发提升和应用方面的研究。通过CiteSpace软件再进一步得出出现频次前50次的关键词的网络图(图4),以此了解无人机倾斜摄影的研究热点。由图可知,2015~2020年研究大体分为3类。

3.4.1 无人机倾斜摄影应用

这类词汇包括:智慧城市、地质灾害、地形图测绘、矿产测绘、地籍测量、测绘、不动产测绘等核心高频关键词,主要涉及地质学、测绘学、地理学等学科,这些词汇体现了无人机倾斜摄影技术在测绘、地质灾害、城市等方面越来越多的受到关注,反映出将无人机倾斜摄影应用于测绘、地灾等领域是该领域的研究热点。

3.4.2 三维建模与精度分析

这类词汇包括:(实景)三维建模、smart3d、三维激光扫描、精度评定(验证)等核心高频关键词,主要涉及摄影科学、计算机科学等学科,反映出摄影技术和计算机视觉技术是该领域的研究热点。随着计算机技术的快速发展,三维建模作为一项关键技术,需要解决模型精确性的问题也受到学者们的关注。

3.4.3 相关技术研究

这类词汇包括:无人机倾斜摄影技术、空三加密、bim(bim技术)、context capture、空中三角测量等核心高频关键词。这些词汇代表了无人机倾斜摄影相关技术研究得到更多学者的重视,反映出无人机倾斜摄影相关技术是该领域的研究热点。

4 结论与建议

通过文献计量学分析近6年无人机倾斜摄影领域国内发表的1044篇期刊,可在一定程度上反映近年来无人机倾斜摄影领域关注的一些热点问题和发展趋势。

(1)基于CNKI中国学术期刊(网络版)数据库获取的有效文献数据,利用EXCEL软件进行统计分析。整体上看,我国无人机倾斜摄影的研究自2015年呈现逐渐增长的趋势,发文数量从2015年的3篇增加到2020年的406篇,数量上增加了135.3倍。

(2)发文最多且引用最多的是广州市城市规划勘察设计研究院,大学也逐渐开展此领域的研究。研究的主要学术群体是测绘学和地质学领域的学者,但是发文机构合作关系均较弱,跨学科机构合作几乎没有,在后期的研究中可拓宽合作网,有利于该学科领域的发展。

(3)无人机倾斜摄影领域的研究热点和特色日益鲜明和突出,其中无人机倾斜摄影技术应用和三维建模与精度分析两大主题始终是该领域关注的研究热点;相关技术研究作为另一关注热点,更加提升和完善了无人机倾斜摄影技术。

(4)本文以CNKI数据库为主要文献检索来源,为更清晰掌握无人机倾斜摄影技术发展情况,可增加外文期刊,以进一步深入研究国内外无人机倾斜摄影发展趋势和动态。

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