江苏师范大学地理测绘与城乡规划学院，江苏 徐州

收稿日期：2022年5月9日；录用日期：2022年6月17日；发布日期：2022年6月29日

摘要

科学研究的有效交流对于知识的最佳积累和转移至关重要，图表被认为是分析、解释和表示科学数据、传递和呈现信息的有效视觉表示方法。本文从中国知网上共搜集了4669篇《地理科学》建刊以来(1981.01~2021.09)的载文，从中析出与图表使用相关的指标，分析图表的使用情况。结果表明：1) 图表使用在不同学科、地域以及作者属性上均存在差异，图和表等数据视觉展示效果受到学科、地域以及作者属性差异的影响，地理学学科内部不同子学科之间呈现出自然科学–人文科学学科连续体上所具有的数据视觉呈现特征，学科硬度梯度上的视觉感知与范式发展之间存在着强烈的正相关关系。2) 人文和经济地理学图表使用偏好在时间渐变特征上某种程度上契合和承继了社会学定量研究中数据视觉呈现的潜在规则，同时，更大程度上也接受着地理学大学科研究范式的同化和影响，很好地体现了宏数据地理展示的学科特色。3) 地理学不同子学科使用图表与它们的学科“硬度”具有很好的相关性，《地理科学》载文图表使用与学科硬度相关性结果可以为认识科地理学的学科层次结构提供重要的地理学角度和线索。4) 基于地理学视角的不同载文图表使用偏好特征的研究有利于科学数据视觉呈现效果的评价。

关键词

《地理科学》载文，图表，喜好取向，空间分布，宏数据的地理展示

Preference Characteristics in the Use of Figures and Tables in Articles Published in Scientia Geographica Sinica between 1981 and 2021: A Geographical Perspective

Jinshu Wang, Tianyu Zhu, Chonghui Jia, Yan Wang, Yingjia Cao, Jinxin Wang

College of Geography, Geomatics, and Planning, Jiangsu Normal University, Xuzhou Jiangsu

Received: May 9^th, 2022; accepted: Jun. 17^th, 2022; published: Jun. 29^th, 2022

ABSTRACT

The effective exchange of scientific research is essential for the optimal accumulation and transfer of knowledge. Graphs and tables are considered to be an effective visual representation method for analyzing, interpreting and representing scientific data, transmitting and presenting information. This paper collects 4669 the articles published in Scientia Geographica Sinica (1981.01~2021.09) from CNKI, extracts the indicators related to the use of graphs and tables, and analyzes the use of graphs and tables. The results show that: 1) there are differences in the use of graphs and tables in different disciplines, regions and author attributes. The visual display effect of data such as graphs and tables is affected by the differences of disciplines, regions and author attributes. The data visual presentation characteristics of the continuum of natural science and humanities are presented among different sub disciplines within the discipline of geography. There is a strong positive correlation between visual perception and paradigm development. 2) The use preference of graphs and tables in human and economic geography agrees with and inherits the potential rules of visual presentation of data in sociological quantitative research to some extent. At the same time, it is also assimilated and influenced by the research paradigm of geography to a greater extent. It well reflects the discipline characteristics of macro data geographic display. 3) There is a good correlation between the use of graphs and tables in different sub disciplines of geography and their “hardness”. The results of the correlation between the use of graphs and tables in geography and discipline hardness can provide important geographical perspectives and clues for understanding the discipline hierarchy of subject geography. 4) The research on the preference characteristics of the use of graphs and tables from the perspective of geography is conducive to the evaluation of the visual presentation effect of scientific data.

Keywords:Articles Published in Scientia Geographica Sinica, Graphs and Tables, Preference Orientation, Spatial Distribution, Geographic Presentation of Macro Data

Copyright © 2022 by author(s) and Hans Publishers Inc.

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1. 引言

科学研究的有效交流对于知识的最佳积累和转移至关重要，如何更好地交流科学数据的问题备受关注 [1] [2] [3]。确保这种交流有效的主要方式之一就是在理论和实践中系统地纳入可视化的数据呈现，而图表被认为是分析、解释和表示科学数据、传递和呈现信息的有效视觉表示方法，图示相较于文字和单纯的数字更容易被受众理解 [1] [4] [5] [6] [7] [8]。Cleveland (1984)对图表使用进行了较为全面的研究，通过审查1980年至1981年科学期刊上的载文后发现化学和物理学科图的使用明显地高于生物学、医学、心理学、经济学和社会学 [9]。来自心理学的研究也认为图表的使用与感知学科的“硬度”密切相关 [10] [11]，自然主义倾向的学科更趋向于使用有效的图形，图形和表格的比例为10:1，而人文主义倾向的学科则倾向于使用表格，图形和表格的比例为1:10 [11] [12] [13] [14]。综合考虑上述两个研究，可以看出自然科学较社会科学更倾向于使用图，社会科学更倾向于使用表。值得注意的是，Cleveland (1984年)和Smith, et al. (2000年)的研究结果中都强调图表使用的学科差异不是源于期刊载文中数据量的差异 [1] [9] [11]。来自学科间 [9] [11] [14]、学科内 [10] [13] [15] 以及个别期刊中 [16] 的图表使用差异研究结果也多倾向于支持不同学科的研究人员使用不同的图表这样一种观点。

《地理科学》期刊已经成为国内外地理界较有影响的刊物，被地理学界评为3大核心期刊之一，其载文覆盖了自然地理学、遥感与地图、人文和经济地理等地理学子学科的内容，既有人文主义倾向的内容，也有自然科学倾向的内容，在学科硬度的连续梯度上介于社会和自然之间，其图表使用模式是否具有与心理学子学科同样的偏好倾向呢，这种学科偏好又具有怎样的特征？因此，本文从中国知网和《地理科学》期刊网站上搜集《地理科学》建刊以来(1981.01~2021.09)的载文，从中析出与图表使用相关的指标，分析图表的使用情况，旨在：1) 探索《地理科学》不同学科载文图表使用具有怎样的学科偏好特征；2) 研究这种学科偏好特征是否存在时间变化、地域差异以及作者年龄(代际)、学历、职称等属性的差异。

2. 数据来源、指标选取与计算

2.1. 数据来源

本文数据来源于中国知网数据库，于2021年10月26日，首先检索“文献来源”中含“地理科学”的文献，然后再在检索结果中二次精准筛选“文献来源”为《地理科学》的文献，共检索《地理科学》创刊以来(1981~2021年)的文献4836篇，排除了国内外学术态和学术活动报道、纪念文章、信件、书评、附录、学位论文摘要和勘误表等，最终获得了4669篇(其中人文与经济地理2006篇，遥感与地图343篇，自然地理、生态与环境2320篇)原创论文的样本供分析。

2.2. 指标选取与计算

为了分析《地理科学》载文中哪些学科更倾向于与使用图表以及偏好的程度，从论文的首页的脚注中提取了第一作者的研究方向信息，并按照第一作者研究方向进行学科聚类，结合《地理科学》学科栏目的设置，把载文信息聚类于人文与经济地理、遥感与地图与自然地理学和生态环境三个学科类表中。同步抽取第一作者的信息(籍贯、单位、出生年份、学科、性别、学历、职称)、论文发表年、研究经费的来源、图数量(不包含照片等非图形插图)、表数量、空间图数量以及引文次数等信息。进而按学科、地域和第一作者属性进行统计、计算图数量、表数量、空间图数量、表图表、空间图占比，分析他们的时间变化以及在年龄、性别、学历、职称、学科和地域上的分布。分析表图比与省域尺度上论文发表数量、平均被引次数、篇均下载次数、国家自然科学基金资助率、国家社会科学基金资助率、篇均版面数、本科占比、硕士占比、博士占比、研究生占比、博士后占比、初级职称占比、中级职称占比、副高职称占比、正高职称占比、男女性比、青年占比、中年占比、老年占比、人文与经济地理占比、遥感与地图占比、自然地理与生态环境占比等因子的关系。

为了分析载文图表使用偏好在地域和作者属性上的差异，分析了地域集中性和作者群的核心性对图表使用偏好的影响。用地理集中度G来表征和反映图表使用在省域上的集中分布情况，计算公式 [17] 为：

$G=100\times \sqrt{{\displaystyle {\sum }_{i=1}^n{\left[\frac{x_i}{T}\right]}^Z}}$ (1)

上式中，G为地理集中指数，x_i为中国不同省分的图数量、表数量和表图比，T为中国总的图数量、表数量和表图比。依据文献 [18] 的经验计算公式确定了《地理科学》载文核心作者群发表论文起算数量M，M的计算公式为：

$M=0.749{\left(N_{\max }\right)}^{1/2}$ (2)

上式中，M为《地理科学》载文核心作者群发表论文起算数量M，N_max为所统计的年限中最高产的那位作者的论文数(21篇，图1)，由此确定的M值为4。并以此为依据比较了非核心作者群(在《地理科学》上发表论文数少于4篇的作者群)与核心作者群(在《地理科学》上发表论文数等于和大于4篇的作者群)图表使用的差异。

为了反映了图表类型的累积数量，本文通过计算载文中使用的图表的平均数量，把不包含图和表的文章赋值为0，包含图或表的文章赋值为1，包含图和表的文章赋值为2，最后分学科计算平均值，生成不同学科的异质性指数(heterogeneity index, Hi) (表1)。

图1. 《地理科学》论文发表数量的作者群的数量分布

表1. 《地理科学》载文不同学科图表使用异质性指数

3. 结果分析

3.1. 图表使用偏好的学科差异

正如Cleveland (1984年)、Smith, et al. (2000年，2002年)和Arsenault, et al. (2006年)的研究结果一样 [9] [11] [13] [14] [15]，《地理科学》载文图表的使用确实具有学科间和学科内的差异，图表视觉展示在地理学子学科间呈不均匀分布。首先，跨学科的差异主要表现为自然主义和人文主义倾向学科在图表使用上具有不同的取向特征。自然主义学科倾向的自然地理学和生态环境与遥感和地图学科更趋向于使用有效的图形，遥感和地图学尤其喜欢使用地理空间图，具有更高的用图比例(同时用图和用表的占比为73.5%，只用图而不用表的比例为19.2%，二者合计高达92.7%，不用图的比例仅为7.3%，表1)、图数量(包括每版的图数量，表2)、空间图数量和空间图占比(表2)，而人文主义倾向的人文与经济地理学科则倾向于使用表格，具有更高的用表比例(同时用图和用表的占比为73.1%，只用而不用表图的比例为9.3%，二者合计高达82.4，不用表的比例仅为17.6%，表1)、表数量和表图比(表2)，但是，同时受版面数的影响，每版表数并没有表现出明显的学科差异(表2)。其次，学科内的差异具有时间推移性。在时间的推移过程中，图和表的总页面空间总体上是增加的，学者们越来越偏好于用数据的可视化手段来呈现规律，使用相对更多的图或更多的表(表2)，这可能源于图或表都代表了一种相对强大的知识建构能力和视觉表现力，图在这方面的功能和作用尤为明显，尤其受到年青一代自然地理学与生态环境学科以及遥感和地图学科的学者的重视，尤其是近10年图使用的指标(如图数量、空间图数量及占比、每版图数量)高于40年的平均值。与图相比，表格具有显示精确数字的优势，这种优势也越来越受到年青一代人文与经济地理学者的偏爱，近10年表数量也高于40年的均值，但是表图比表现为随时间下降的趋势，早期的载文具有相对更高的表图比，表现为更强的表格使用倾向和偏好(表2)。来自对《社会学研究》1986~2016年30年707篇载文的定量分析也表明，社会学定量研究论文在31年间的表述方式从最开始时基本为文字表述，后过渡到文字表格为主，再到文字表格图片结合的发展趋势，在整个31年中，仅使用文字和图片形式表述的文章均占比不到1%，是最不受欢迎的表述形式 [19]。由此可见，人文和经济地理图表使用偏好在时间上的渐变特征某种程度上契合和承继了社会学定量研究中数据视觉呈现的潜在规则，同时，更大程度上也接受着地理学大学科研究范式的同化和影响。第三，学科内图表使用具有地域差异性。即使是同一学科，不同地区也是存在差异的，具有不同的地理集中度。遥感和地图学科图表使用偏好相较于另外两个学科具有更高的地理集中度(图2)，但是，并没有表现出很好的空间分布的规律性(表3)。第四，《地理科学》载文中，遥感和地图以及自然地理、生态环境学科平均每2个版面就有1张图，平均每3个版面就有1张表格，人文和经济地理学科平均3个版面就有1张图或1张表格，总体来看，地理学和子学科的图表使用异质性指数均值均为1.7，偏向于同时用图和用表的指标侧(表1)。遥感和地图以及自然地理、生态环境学科会将更多的版面用图来进行数据的视觉呈现(表1，表3)。综上所述，在地理学学科连续体上，各子学科因对地理学共同的学科传承，在对地理宏数据的地理视觉展示上秉承共同的范式，又因与其他学科的交叉而形成自身的子学科特色，在对图表的使用偏好上具有各自的特色，从而使得地理学学科内部不同子学科之间也呈现出自然科学–人文科学学科连续体上所具有的数据视觉呈现特征。地理学科内部图表使用偏好特征与来自其他学科的研究结果一致 [1] [9] [11] [13] [14] [15]，同时也从地理学视角上印证了学科硬度梯度上的视觉感知与范式发展之间存在着强烈的正相关关系的研究发现 [1] [14]。正如文献 [14] 认为的那样，图对科学结果的表达和呈现至关重要，它们能够将现象呈现为紧凑、可移动和有说服力的形式，不同学科和专业中使用图形几乎与它们的“硬度”完美相关 [14]，由此可见，通过这种图表使用与学科硬度相关性可以反观学科的层次结构，《地理科学》载文图表使用与学科硬度相关性也为认识科学的学科层次结构提供了重要的地理学角度和线索。

表2. 《地理科学》载文图表信息的专业差异

注：表中HE为人文与经济地理，RG为遥感与地图，GEE表示自然地理、生态和环境。

表3. 《地理科学》不同学科载文图表信息的地域差异

注：表中HE为人文与经济地理，RG为遥感与地图，GEE表示自然地理、生态和环境。

图2. 不同学科图表使用的区域集中度

为了评估图表使用与论文学术影响之间的关系，分析了省域尺度上论文发表数量、篇均被引次数、篇均下载次数与异质性指数Hi和图表比的关系。相关分析结果表明，在Hi大于1的范围内(即包含了图或表的论文中)，Hi与论文发表数量和篇均下载次数两种指标之间存在负相关关系而与篇均被引次数之间存在正相关关系(图3)，这表明，高发文量和高下载次数的省份更趋于用图或用表，而高引文次数的省份更趋于图和表同时使用；正好相反，表图比与论文发表数量和篇均下载次数两种指标之间存在正相关关系而与篇均被引次数之间存在负相关关系(图4)，表图比和3个指标之间的关系正好进一步地解释了用图和用表的取向，比如，高发文量和高下载次数的省份趋向于用表，而高引文次数的省份相对更趋向于用图。值得注意的是，具有表征论文影响力的篇均被引次数和篇均下载次数却与Hi和表图比呈现出相反的关系。如果我们假定(通常也倾向)篇均被引次数更能表现论文影响力的话，较高影响力的论文更可能使用范围更广的数据视觉呈现形式(具有更高的图和表同时使用的比例)，而且倾向于更高的图使用比例。令人感兴趣的是，同样的关系也出现在不同老年学期刊的研究结果中，《Science》和《Philosophical Transactions》等影响较大的科学期刊倾向于使用更多的图形、表格和非图形插图 [1]。尽管其他因素肯定会影响科学影响，但这些结果均表明，使用更多种类的数据视觉呈现形式确实会影响期刊或论文科学影响，这对理解科学影响和数据视觉呈现形式的使用之间的关系很重要。

图3. 省域尺度上图表使用偏好的异质性指数

3.2. 图表使用偏好的地域差异

无论是第一作者出生地进行地域差异分析，还是第一作者所在单位进行地域差异分析，图数量和表数量均不具有统计学意义上的显著性(p > 0.05)，表图比具有显著的区域差异(p < 0.01)，华南、东北和华东地区具有较大的表图比和表数量，其他地区具有相对较低的表图比和较高的图数量(表4)，这可能与不同地区人文和经济地理专业作者人数占比以及省域尺度上表图比与人文与经济地理占比的负相关关系有关(表5，图4)。表图比与省域遥感和地图子学科占比、自人地理、生态环境子学科占比、青年占比篇均引用次数、本科占比、硕士占比以及中级职称占比呈负相关关系(图4~8)，而与省域上的人文与经济地理占比、男女性比、中年占比、老年占比、论文发表数量、篇均下载次数、国家社科基金资助率、篇均版面数、博士占比、博士后占比、初级职称占比、副高职称占比以及正高职称占比呈正相关关系(图4~8)。上述相关因素的省域分布是不平衡的，这些因子本身的地域分布不均衡性以及他们和表图比之间的相关性很可能会导致表图比在地区分布上的不均衡性，这种不均衡性很可能存在于地理学大学科上，也可能存在于子学科上，更甚至于存在于3个子学科之间。这样，图表使用偏好的地域差异很可能受到省域尺度上作者的性别、年龄(代际)、学历、职称差异以及受国家自然科学基金和国家社会科学基金资助程度的影响，形成图表使用偏好的代际、性别、学历和职称的差异。

表4. 《地理科学》载文信息地域差异

表5. 《地理科学》载文作者专业方向占比情况

注：表中HE为人文与经济地理，RG为遥感与地图，GEE表示自然地理、生态和环境。

图4. 省域尺度上图表使用偏好的载文信息差异

图5. 省域尺度上图表使用偏好的学科差异

图6. 省域尺度上图表使用偏好的性别和年龄差异

图7. 省域尺度上图表使用偏好的学历差异

图8. 省域尺度上图表使用偏好的学历差异

3.3. 图表使用偏好的代际、性别、学历、职称差异

数据视觉呈现的专业分布不平衡可能会外显为图表使用在现实空间和地域表达上的失配，引发图表使用在地域空间上集中和分散，地域上的集散又很可能会映印在作者的心致和行为上。因此，专业差异和作者偏好映射在地域空间上势必会形成地域差异，反过来，我们又常讲一方水土养一方人，在人地关系的地域系统中，人地又常常耦连在一起，地域的差异同样会嵌合在人的属性之中，连同人的年龄、性别、学历、职称一起，共同形成图表使用在年龄、性别、学历和职称上的偏好。

不同年代的作者具有不同的图表使用偏好或倾向，总起来看，随时间推移，图数量有增加的趋势，表图比有下降的趋势，而且在同一年代的作者中，他们在中青年时期更倾向于使用图来呈现数据，尤其是使用地理空间图来呈现数据，而表格的使用比较稳定(表6，表8，图6)。对《Science》图表使用的研究结果也表明，专用于图形使用的文章空间百分比随着时间的推移显著增加和表格的使用相对稳定，图表的总体使用随着时间的推移而增加 [20]。由此看来，不论是《地理科学》还是《Science》，图表变得越来越流行，越来越被认为用来进行更为有效和直观的数据呈现方式。

表6. 《地理科学》载文不同出生年代不同年龄段第一作者的图表使用偏好

注：青年：20~39岁，中年：40~59岁，老年：60以上。

正如《地理科学》在其期刊介绍中宣称的那样，期刊确实是长期拥有中青年特色作者群(表6)，侧重报道国家自然科学基金项目的最新研究成果。在地理学的子学科中，非核心作者群相较于核心作者群载文具有更高的表图比，更倾向于使用表格来呈现数据，这种倾向在遥感和地图学学科表现得相对更为明显(表7)。

图表使用的性别差异主要表现为女性学者具有更高的图和表使用倾向，更愿意通过图和表等可视化的数据展示方式来呈现数据，尤其喜欢使用地理空间图来呈现数据趋势，空间图占比平均高出男性学者约6个百分点(表8)，表图比与男女性比呈现为正相关关系(图6)，这可能与男性偏于逻辑思维而女性偏于形象思维有关 [21]。

表7. 《地理科学》载文图表使用不同学科不同作者的群差异

注：表中HE为人文与经济地理，RG为遥感与地图，GEE表示自然地理、生态和环境。

表8. 《地理科学》载文第一作者不同性别、年龄、学历、职称的图表使用偏好

注：表中数值为平均值 ± 标准偏差。

单就学历层次上的图表使用倾向而言，研究生学历(博士和硕士学位)的学者用图的倾向更高，而本科学历的学者用表的倾向更高(表8)，表图比与本科及硕士占比表现为负相关关系，而与博士占比呈正相关关系。这种倾向某种程度上可能隐含了年代上的差异，1950年代以前学者中，本科学历占比非常高，高达85.4%，而1960、1970和1980年的中青年代学者具有很高的研究生学历占比(表9)。

表9. 《地理科学》载文第一作者不同学历的年龄结构

图表使用在职称结构上倾向特征表现为初级职称研究人员用图和用表的比例相对比较低，具有相对较高的地理空间图使用占比(表8)。表图比与博士后占比、初级职称占比以及高级职称占比呈正相关关系，而与研究生占比、中级职称占比呈负相关关系，研究生和中级职称学者更倾向于使用图形(表8，图8)。

4. 结语

总之，图表使用在不同学科、地域以及作者属性上均存在差异，图和表等数据视觉展示效果势必会受到学科、地域以及作者属性差异的影响，因此，在表征数据视觉展示的有效性和优势度上非常有必要采用多变量方法来研究数据呈现效果。应进一步开发各种类型展示任务性能的模型，当然包括文献 [22] 认为的展示数据本身的复杂性、作者和读者体验以及交流展示目的、权衡效率和美感等的相对重要性 [22]。否则，究竟是表格还是图形更有数据视觉展示的优势这个问题就很难有定论，因此，基于地理学视角的不同期刊载文图表使用偏好特征的研究有利于科学数据视觉呈现效果的评价，也能更好地体现宏数据地理展示的学科特色。地理学学科连续体的学科特色，以及各子学科对地理学共同的学科传承，本身就是数据视觉展示研究的合适对象，通过对地理学及不同子学科数据视觉呈现特征和特色的研究，能够更好地丰富数据视觉展示的样式；当然，地理学各子学科在对地理宏数据的地理视觉展示上秉承共同的范式，又因与其他学科的交叉而形成自身的子学科特色，在对图表的使用偏好上自然具有各自的特色，从而使得地理学学科内部不同子学科之间也呈现出自然科学–人文科学学科连续体上所具有的数据视觉呈现特征，也很好地拓展了不同学科及学科连续体上数据视觉呈现的认知。

基金项目

该项工作得到国家自然科学基金面上项目资助(No. 31870455)。

文章引用

王今殊,朱天宇,贾聪慧,王 燕,曹颖嘉,王进欣. 1981~2021年间《地理科学》载文的图表使用偏好特征：地理学视角
Preference Characteristics in the Use of Figures and Tables in Articles Published in Scientia Geographica Sinica between 1981 and 2021: A Geographical Perspective[J]. 地理科学研究, 2022, 11(03): 345-361. https://doi.org/10.12677/GSER.2022.113035

参考文献