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我国地理学常用软件识别及应用研究——基于文献分析视角

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王强, 陈俊华, 王雪梅. 我国地理学常用软件识别及应用研究——基于文献分析视角[J]. 西南师范大学学报(自然科学版), 2022, 47(11): 80-85. doi: 10.13718/j.cnki.xsxb.2022.11.011
引用本文: 王强, 陈俊华, 王雪梅. 我国地理学常用软件识别及应用研究——基于文献分析视角[J]. 西南师范大学学报(自然科学版), 2022, 47(11): 80-85. doi: 10.13718/j.cnki.xsxb.2022.11.011
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WANG Qiang, CHEN Junhua, WANG Xuemei. Research on Identification and Application of Common Geographical Software in China——From the Perspective of Literature Analysis[J]. Journal of Southwest China Normal University(Natural Science Edition), 2022, 47(11): 80-85. doi: 10.13718/j.cnki.xsxb.2022.11.011
Citation: WANG Qiang, CHEN Junhua, WANG Xuemei. Research on Identification and Application of Common Geographical Software in China——From the Perspective of Literature Analysis[J]. Journal of Southwest China Normal University(Natural Science Edition), 2022, 47(11): 80-85. doi: 10.13718/j.cnki.xsxb.2022.11.011
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我国地理学常用软件识别及应用研究——基于文献分析视角

  • 1.

    西南大学 图书馆，重庆 400715

  • 2.

    西南大学 地理科学学院，重庆 400715

  • 基金项目: 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(SWU1909330)；CALIS全国农学文献信息中心研究项目(2022063)
详细信息
    作者简介:

    王强，副研究馆员，主要从事学科信息服务的研究 .

  • 中图分类号: K90-09

Research on Identification and Application of Common Geographical Software in China——From the Perspective of Literature Analysis

  • 1.

    Southwest Universisy Library, Chongqing 400715, China

  • 2.

    School of Geographical Sciences, Southwest University, Chongqing 400715, China

  • 摘要: 以15种地理学核心期刊在2010年后所刊载的学术性论文为样本，采用文献内容分析、文献计量与编码相结合的方法对这些论文中的常用软件进行识别，探索这些软件使用特征以及在地理学中的应用情况. 结果表明：①地理学研究对软件的使用率较高，论文占比达47.42%，近年来使用软件的论文占比呈震荡上升趋势；②所刊载论文使用软件比率较高的前3名期刊是《地理与地理信息科学》《地理科学》《地理科学进展》，综合类地理学期刊论文使用软件的比率较高；③常用软件有ArcGIS，SPSS，ENVI，Matlab，Google Earth等，主要为地图绘制、空间分析、空间演化、可视化、数据统计分析类软件，国产软件少，软件自给率低；④常用软件聚焦主题有时空分析及演变、经济地理分析、人口、土地利用、人地关系、城镇化、城市化、气候、环境及旅游研究.
    Abstract: Software has been widely used in many fields such as geography teaching and scientific research, and has played an important role in geography science research. This paper selected the academic papers published in 15 geographical core journals from 2010 to 2021 as samples. The combination of literature content analysis, literature measurement and coding were used to identify the commonly used software in these papers, and then the use characteristics of such software and its application in geography were explored. The results show that: ①The utilization rate of software in geographical science research was high, papers accounted for 47.42%, and the proportion of papers using software shows a fluctuating upward trend in recent years. ②The three most frequently software-used journals were "geography and geographic information science", "geographic science" and "progress of geographic science", the utilization rate of software in geography papers of partial social science was lower than that of partial natural science, and the papers included in comprehensive geographic journals use software at the highest rate. ③Commonly used software included ArcGIS, SPSS, Envi, MATLAB, Google Earth, etc, and mainly functioned in map drawing, spatial analysis, spatial evolution, visualization and data statistical analysis. However, there was only few domestic software and the self-sufficiency rate of software was low. ④The commonly used software focuses on topics including Time-Space Analysis and evolution, economic and geographical analysis, population, land use and man-land relationship, urbanization, climate, environment and tourism research.
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  • 图 1  15种地理学期刊使用软件的论文占比变化趋势

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    图 2  地理学常用软件聚集主题图

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    表 1  15种地理学科领域期刊使用软件的论文占比情况

    期刊名称 论文数量 使用软件的论文数量 占比/% 期刊名称 论文数量 使用软件的论文数量 占比/%
    地理学报 4 000 2 337 58.43 城市规划 3 773 705 18.69
    热带地理 1 374 640 46.58 旅游科学 556 267 48.02
    地理研究 2 613 1 568 60.01 旅游学刊 2 796 804 28.76
    经济地理 4 162 2 413 57.98 城市问题 2 234 639 28.60
    人文地理 1 768 865 48.93 测绘地理信息 1 984 926 46.67
    干旱区地理 2 127 998 46.92 地理科学 3 466 2 250 64.92
    地理与地理信息科学 1 661 1 148 69.11 地理科学进展 2 233 1 375 61.58
    古地理学报 1 362 187 13.73
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    表 2  15种期刊2010年以来使用软件的论文占比情况 /%

    期刊名称 年份 均值
    2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021
    地理学报 56.37 59.93 52.65 55.23 54.69 60.23 63.59 55.36 60.98 61.21 56.94 61.11 58.19
    热带地理 33.85 43.59 40.91 52.29 53.21 41.78 47.27 36.21 50.00 46.85 61.76 55.97 46.97
    地理研究 59.56 58.20 58.29 61.51 60.43 60.19 65.82 64.29 60.43 43.83 60.78 68.70 60.17
    经济地理 34.37 47.03 48.47 54.86 56.65 58.05 62.65 64.99 74.70 65.77 67.75 66.44 58.48
    人文地理 30.61 43.72 36.93 37.89 55.92 55.48 51.80 57.58 54.84 56.10 54.39 71.68 50.58
    城市规划 17.46 18.45 17.69 21.24 16.85 17.87 20.85 17.80 20.45 15.79 17.98 23.02 18.79
    旅游科学 41.54 43.10 33.93 36.73 46.15 55.56 55.81 51.16 63.41 44.44 53.85 68.97 49.55
    旅游学刊 27.24 24.70 25.51 28.63 27.78 33.49 28.63 28.95 29.41 30.53 27.68 33.80 28.86
    城市问题 9.31 18.80 20.17 26.43 28.63 36.10 40.00 31.14 37.25 45.39 34.25 48.94 31.37
    测绘地理信息 35.71 41.07 46.43 43.13 51.82 52.76 43.51 49.76 56.65 55.73 41.46 39.67 46.48
    地理科学 56.70 57.32 61.01 62.87 63.87 65.79 68.01 68.51 67.72 69.84 65.23 70.68 64.80
    地理科学进展 61.14 66.18 59.91 59.39 64.00 55.97 71.08 63.09 59.09 55.37 56.50 68.18 61.66
    干旱区地理 39.18 41.21 37.42 43.71 43.18 55.97 45.36 44.94 51.16 61.50 60.00 40.68 47.03
    地理与地理信息科学 72.61 69.18 72.97 71.43 69.03 69.39 69.47 68.60 52.71 69.40 70.16 73.04 69.00
    古地理学报 9.76 6.25 9.09 10.32 15.83 15.93 16.22 11.72 18.97 11.93 14.84 19.42 13.36
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-04-18
  • 刊出日期:  2022-11-20

我国地理学常用软件识别及应用研究——基于文献分析视角

    作者简介: 王强，副研究馆员，主要从事学科信息服务的研究
  • 1. 西南大学 图书馆，重庆 400715
  • 2. 西南大学 地理科学学院，重庆 400715
  • 收稿日期:  2022-04-18
基金项目:  中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(SWU1909330)；CALIS全国农学文献信息中心研究项目(2022063)

摘要: 以15种地理学核心期刊在2010年后所刊载的学术性论文为样本，采用文献内容分析、文献计量与编码相结合的方法对这些论文中的常用软件进行识别，探索这些软件使用特征以及在地理学中的应用情况. 结果表明：①地理学研究对软件的使用率较高，论文占比达47.42%，近年来使用软件的论文占比呈震荡上升趋势；②所刊载论文使用软件比率较高的前3名期刊是《地理与地理信息科学》《地理科学》《地理科学进展》，综合类地理学期刊论文使用软件的比率较高；③常用软件有ArcGIS，SPSS，ENVI，Matlab，Google Earth等，主要为地图绘制、空间分析、空间演化、可视化、数据统计分析类软件，国产软件少，软件自给率低；④常用软件聚焦主题有时空分析及演变、经济地理分析、人口、土地利用、人地关系、城镇化、城市化、气候、环境及旅游研究.

English Abstract

    全文HTML

  • 地理学是一门综合性交叉学科，涉及数学、物理、化学、经济、政治、生态等多个学科，跨学科、综合性的研究方法在地理研究中应用较多. 跨学科研究模式、研究软件在地理学科中也得到广泛应用，而研究软件在地理教学科研中发挥着重要作用，如地图绘制、建模仿真、空间分析、可视化分析等[1-3].

    本文选取2021-2022中国科学引文数据库(CSCD)来源刊中地理类期刊、2021-2022中国社会科学引文索引(CSSCI)来源期刊学科名称为“人文经济地理”的刊物，共选取15种期刊，其中《地理学报》《地理科学》《地理科学进展》《地理研究》和《经济地理》同时被CSSCI，CSCD收录；《城市规划》《城市问题》《人文地理》《旅游学刊》和《旅游科学》为CSSCI来源刊；《测绘地理信息》《干旱区地理》《地理与地理信息科学》《古地理学报》和《热带地带》为CSCD来源刊. 对这15种期刊2010年以来所有论文使用的软件工具采用人工编码与数据抽取相结合的方法进行标识，探究地理学领域常用软件的特征及应用情况，以期揭示地理学研究对软件的依赖程度及应用情况，重视软件使用价值，更好地利用相关软件为教学科研服务.

1.   相关研究

  • 软件被广泛用于数据存储、检索、分析、挖掘、整合、处理、组织、揭示、可视化等各个方面，其在提高科研效率、推进创新、促进合作等方面的重要性日益凸显. Hannay等[4]对2 000多名科学家的调查显示，超过90%的被访者表示，使用软件对自己的研究重要或非常重要[4].

    在少数学科，已有相关的文献来研究本学科领域内软件的识别、使用、介绍等，例如，在药学领域，郑亮等[5]总结了用于药动学模型研究的主流软件工具，并对其功能应用做了简要介绍；殷丽等[6]综述了全新药物设计方法与常用软件，并举例讨论其在新型抗癌药物领域中的应用情况. 在信息科技研究领域，陈维[7]、蒋方朔[8]研究了基于机器学习与深度学习的恶意软件识别及应用. 在图情领域，崔明等[9]对我国图书情报领域的软件使用和引用进行了研究，周超峰[10]对文献计量中常用软件进行了比较研究. 在地理学科领域，曹瑜等[11]介绍了世界上常用的地理信息系统(GIS)软件，在此基础上说明GIS今后的发展趋势及方向；徐乐昌[12]、张志龙[13]对地面综合观测业务软件应用技巧及对地下水模拟的几个常用软件主要功能与特点进行了介绍. 综上，这些研究大多是对某一主题或学科研究中个别或少数软件使用情况的介绍，未见有通过文献分析，系统梳理某一学科领域内常用软件的识别及应用. 本文采用文献分析、文献计量与编码相结合的方法对地理学研究领域中常用软件进行识别，探索这些常用软件特征以及在地理学领域中的应用情况，以期为地理学学科的发展及相关研究提供参考.

2.   数据与方法

    2.1.   数据采集

  • 从中国知网(CNKI)检索获取15种地理学核心期刊2010年1月1日至2021年12月31日刊登的中文文献的题录信息，包括题名、摘要、关键词、作者、发表时间等，共获取文献35 776篇，剔除会议纪要、刊物简介、图书推介、讲话、通知、贺词等文章，共获取可编码文献35 382篇. 对这些文献进行数据处理和编码分析，得到我国地理学研究领域具体的使用软件、常用软件名称以及应用情况.

    • 2.2.   数据处理

  • 第一步. 因文献题录信息总数据量较大，由2名编码人员在充分熟悉编码方案后，采用人工编码和自动抽取相结合的方式对论文使用软件进行编码，在参考科学研究常用软件相关文献的基础上[14-16]，对所获取的题录信息按照表 1所示编码方案进行识别、分析、统计，主要处理步骤如下：

    选取《地理学报》《地理科学》《地理科学进展》《地理研究》和《经济地理》刊载的14 163篇论文进行人工编码，2名编码人员通过进一步讨论形成软件名称词集合. 编码完成后对编码结果进行信度检验，采用编码者交互判别信度K计算编码一致性. 首先根据公式得出2位编码者之间的平均相互同意度，公式为

    其中：Tab为相互同意度；Nab表示2名编码人员结果一致的编码数量；Ma和Mb分别表示a，b 2名编码人员各自的编码数量；再计算编码信度，公式为：

    其中：n表示编码人员数量；T表示平均相互同意度；最终计算得到交互判别信度K=0.82. 编码人员对同一论文判断的一致性越高，内容分析的可信度也就越高[17]. K值高于0.8，说明编码结果一致性较好.

    第二步. 利用Visual Basic对软件名称集合与题录信息内容进行自动识别匹配，若软件名称集合中的词与题名、关键词、摘要等内容完全匹配，则对该文献进行自动编码，形成自动编码的软件名称数据集.

    第三步. 对软件名称集合无法自动识别编码的论文，采用人工编码，完成全部论文的编码. 最后，统计每类软件名称出现的频次并对其作进一步分析.

3.   结果与讨论

    3.1.   软件使用分析

  • 对35 382篇期刊论文的编码统计结果进行统计分析发现，共有16 778篇使用了软件，占论文总量的47.42%. 从表 1中可以看出，使用软件论文占比较高的前3名期刊是《地理与地理信息科学》《地理科学》和《地理科学进展》，使用软件论文占比较低的3名期刊是《古地理学报》《城市规划》和《城市问题》.

    图 1揭示了2010-2021年15种刊总体使用软件的论文占比情况. 从图中可以看出，使用软件的论文占比呈震荡上升趋势. 使用软件的论文占比从2010年的38.81%上升到2021年的52.86%，2021年有一大半的论文使用了软件，足见软件在地理科学研究领域的重要性.

    表 2为15种期刊近12年间其刊载论文各自使用软件的占比情况，由表 2可知，使用软件的论文总体上呈上升态势. 《地理与地理信息科学》和《地理科学》这2种期刊使用软件的论文占比最高，近些年基本上在60%以上，足见这2种刊物刊载论文对软件的依赖度更高；《城市规划》刊载论文使用软件占比近12年来变化不大，在16%~23%之间波动，无明显趋势变化；《古地理学报》使用软件占比最小，但已由2010年不到10%提升到2021年的19.42%，可见其刊发论文对软件工具的使用频次也在加大；仅被CSSCI收录的5种期刊使用软件占比为34.60%，仅被CSCD收录的5种期刊为44.60%，同时被CSSCI、CSCD收录的5刊为60.58%，从这些数据可以看出，社会科学类地理学论文对软件的使用率低于自然科学类地理学论文，综合类地理学刊物(同时被CSSCI、CSCD收录)论文使用软件的比率最高，对软件的依赖程度最大.

    • 3.2.   软件特征分析

  • 对已知软件在论文中的分布情况进行统计发现，超过89%的软件被2篇论文使用. 按软件使用频次排序，使用频次前30的软件为以下几类：①地球地理类，常使用软件如Arc GIS，Google Earth，Geoda，GeoDetector，Arcmap，Mapinfo，Mapgis，ANUSPLIN，Erdas，Fragstats，AutoCAD等，这些软件用于地理学研究领域中地图制作、编辑、空间数据分析、空间模拟、可视化研究等. ②数据统计与分析类，常用软件如SPSS，Matlab，Excel，Eviews，Stata，DPS软件，常用于数据统计、分析、绘制图表和模型模拟. ③文献计量分析类，如Cite Space，ROST，VOSviewer，Histcite，主要用于文献内容、关键词、主题分析，以知识图谱方式的可视化展示. ④结构方程模型类，常用软件如Amos，Lisrel. ⑤网络分析类，常用软件如Ucinet，Netdraw，Gephi，Pajek软件，这些软件侧重于社会网络、关系网络的分析. 其中，遥感图像识别、编辑处理、绘制地图、空间数据采集分析、空间模拟、可视化研究的地理类软件最多，前30常用软件中，有12种为该类软件，使用这些软件的论文比为35.2%，说明地图及图形的绘制分析、空间数据分析和可视化研究是近12年地理学领域的重要研究主题；其次，使用SPSS，Matlab，Excel，Eviews，Stata，DPS这些软件进行数据统计与分析的论文也很多，使用这些软件的论文占比为16.4%.

    进一步查找使用频次大于等于5的102种软件的产地信息后发现，87种(85.3%)软件是国外编制的，其中美国67种，我国编制的软件为15种(14.7%). 地理学研究领域中使用较多的国产软件有ROST，Mapgis，DPS和Supermap(43篇). 其中，仅有3种国产软件(ROST，Mapgis和DPS)跻身使用频次前30. 由此可见，目前我国地理学研究领域内较少使用国产软件.

    • 3.3.   常用软件聚焦主题分析

  • 对15种地理学期刊近12年发表的所有论文使用频次位列前30的软件名称在论文中的使用情况进行匹配检索，结合CiteSpace对地理学高频使用软件文献研究主题进行聚类分析(图 2)，发现地理学常用软件聚焦于以下6个主题：

    ① 时空分析及演变. 地理学的灵魂特征之一就是地域性，所有地理现象的形成、分布、演变都离不开时间的作用，脱离时间也就无从进行空间研究. 学者们利用GIS，Fragstats，Arc GIS，Google Earth，SPSS，Surfer和Geoda软件研究分析了自然、人文现象的空间格局、空间差异、时空分异、时空特征、时空演变及其影响因素、驱动机制等[18-19]. ②经济地理分析. 经济地理主要研究人类经济活动的地域分布、空间组织及影响机制，通过物质、商品、人口、信息流把乡村聚落和城镇居民点、交通运输点、商业服务点、金融服务点等经济活动中心连接组合而成的一个经济活动地理系统. 学者们采用EXCEL，Matlab，SPSS，Arc GIS，ESDA，Ucinet和GIS等软件分析研究人类各种经济活动的地域分布、空间差异及影响因素[20-21]. ③人地关系. 人地关系是地理学研究的永恒主题. 学者们使用ENVI，Arc GIS，Fragstats等软件，研究分析了人地关系及土地利用变化、空间分异特征及其影响因素. ④城镇化和城市化. 中国的城市化率，由1998年的30.4%，提高至2019年的60.60%[22]，相比发达国家，我国的城市化率还有较大的提高空间. 学者们利用CiteSpace，HistCite，EXCEL，ArcGIS，SPSS，Ucinet和GeoDA等软件分析研究了城市化城镇化水平、土地利用、空间格局、发展趋势及影响因素等. 在城镇化研究中，王婧等[23]、王洋等[24]构建中国县域城镇化水平的综合评价体系，利用SPSS，EXCEL，ArcGIS软件，对中国县域城镇化水平的综合评价、类型划分、发展格局及其影响因素进行了分析. ⑤气候与环境. 碳排放、碳达峰、碳中和、碳达标、气候变化、环境影响等热门关键词，已经出现在生产、生活的各行业，与人们的生活息息相关. 利用ANUSPLIN，ENVI，以及统计分析软件、Arc GIS，Excel，GIS，Matlab等软件，分析气候演化时空特征、影响因素以及气候与环境、城市、植被、经济、旅游的相互影响、相互作用的关系. ⑥旅游. 国家统计局数据显示，2018年中国国内游客出游55.4亿人次，这一数量是2008年17.1亿人次的3倍多. 随着人们生活水平稳步提高，对旅游的需求程度越来越强，对旅游资源的质量要求越来越高，学者们对旅游资源及旅游者行为的研究也越来越多.

4.   结语

  • 随着时代的进步，地理学研究领域中使用的技术、方法越来越科学化、多样化、定量化，软件在地理学科研究中发挥着重要作用. 对地理学研究领域所使用软件的识别、特征及应用对地理学研究具有重要的现实意义，既有利于结合实践，解决实际问题，也利于推动地理学理论、软件技术与方法研究不断创新，走向成熟. 随着地理科学的发展，地理学研究领域使用的软件技术与方法也在逐渐完善，其最终目标是实现理论创新、自主研究开发相关软件，立足于实践解决中国问题，向世界传播中国声音.

参考文献 (24)

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