尤碗碗，孫紫英*，茶 娜

(1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)生態(tài)環(huán)境學(xué)院，內(nèi)蒙古呼和浩特 010020;2.內(nèi)蒙古大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，內(nèi)蒙古呼和浩特 010020)

?

我國遙感領(lǐng)域研究的可視化分析

尤碗碗1，孫紫英1*，茶 娜2

(1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)生態(tài)環(huán)境學(xué)院，內(nèi)蒙古呼和浩特 010020;2.內(nèi)蒙古大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，內(nèi)蒙古呼和浩特 010020)

以2006—2015年CNKI數(shù)據(jù)庫收錄的1 935條有關(guān)遙感領(lǐng)域的研究文獻(xiàn)為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，借用CiteSpaceIII軟件繪制出國內(nèi)遙感領(lǐng)域研究的可視化圖譜，并進(jìn)行文獻(xiàn)可視化分析，旨在定量得出國內(nèi)在遙感領(lǐng)域的核心研究力量分布，包括研究機(jī)構(gòu)、科研學(xué)者，同時通過可視化手段分析國內(nèi)在該領(lǐng)域的研究熱點和前沿發(fā)展趨勢。結(jié)果表明，國內(nèi)遙感領(lǐng)域的核心研究力量主要集中在中國科學(xué)院相關(guān)部門與高校，我國在該領(lǐng)域的研究已經(jīng)從理論過渡到越來越廣泛的實際應(yīng)用中，熱點研究話題包括“高光譜遙感”“植被指數(shù)”“冬小麥”等，未來的研究趨勢主要是農(nóng)作物監(jiān)測、估算模型、災(zāi)害監(jiān)測與災(zāi)后評估等。

CiteSpaceIII；遙感技術(shù)；研究主體；研究趨勢

遙感最早起源于望遠(yuǎn)鏡和照相機(jī)的出現(xiàn)，20世紀(jì)50年代產(chǎn)生了彩色航空攝影，促進(jìn)了遙感技術(shù)進(jìn)入自然資源和環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域的新局面。由于20世紀(jì)60年代人造地球衛(wèi)星不斷地成功發(fā)射以及紅外線和微波掃描成像技術(shù)的進(jìn)一步突破，遙感技術(shù)也因此產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍[1]。1999年10月14號發(fā)射的中巴地球資源衛(wèi)星一號是我國第一顆首次發(fā)射就投入使用的應(yīng)用衛(wèi)星。遙感的應(yīng)用已經(jīng)深入到國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的各個領(lǐng)域，國土、林業(yè)、農(nóng)業(yè)、水利、公共安全、環(huán)境以及能源與基礎(chǔ)建設(shè)都離不開遙感技術(shù)的參與。

目前，國內(nèi)對遙感領(lǐng)域的研究文獻(xiàn)非常多，但是極少有作者通過文獻(xiàn)計量工具對國內(nèi)遙感的研究現(xiàn)狀和研究熱點等方面進(jìn)行可視化分析[2]。為了解2006—2015年我國遙感技術(shù)發(fā)展具體情況，筆者借助基于Java平臺的信息可視化分析軟件CiteSpaceIII[3]，對國內(nèi)遙感領(lǐng)域研究進(jìn)行可視化分析，旨在挖掘出近10年我國在該領(lǐng)域的主要科研力量、高產(chǎn)機(jī)構(gòu)與作者，以及最新研究熱點與研究前沿話題，為相關(guān)研究人員以及研究機(jī)構(gòu)的深入研究提供借鑒。

1 數(shù)據(jù)來源

該研究數(shù)據(jù)來源于中國知網(wǎng)(CNKI)，通過高級檢索方式，以 “遙感”并含“遙感技術(shù)”為檢索主題，僅選擇核心期刊為來源類別進(jìn)行檢索，時間范圍是2006—2015年，數(shù)據(jù)下載結(jié)束日期是2016年4月20日。在檢索結(jié)果中，剔除無作者、作者為本刊編輯部以及其他的非學(xué)術(shù)性文獻(xiàn)，最終得到的有效文獻(xiàn)記錄是1 935條，說明我國在該領(lǐng)域的研究非常興盛。通過CiteSpace軟件自帶的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換功能，將下載的數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換后即可按照需要運(yùn)行數(shù)據(jù)。

文獻(xiàn)發(fā)表量的多少代表某一時期對該領(lǐng)域關(guān)注的熱度情況[4]。2006—2015年國內(nèi)遙感領(lǐng)域發(fā)文量分布見圖1。從圖1可以看出，2006—2015年我國遙感領(lǐng)域的研究熱度基本上沒有太大的波動，發(fā)文量的年度分布情況變化較為平緩。

圖1 2006—2015年國內(nèi)遙感領(lǐng)域發(fā)文量分布

2 科研力量可視化分析

2.1 機(jī)構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)分析在CiteSpace中，作者的合作網(wǎng)絡(luò)圖譜中的節(jié)點表示作者、機(jī)構(gòu)等發(fā)表論文的數(shù)量，節(jié)點之間的連線則反映合作關(guān)系的強(qiáng)弱[5]。

在CiteSpace參數(shù)設(shè)置中時間范圍是2006—2015年，時間切片為1年，節(jié)點類型選擇institution，topN=20。運(yùn)行得到機(jī)構(gòu)合作可視化網(wǎng)絡(luò)(圖2)。從機(jī)構(gòu)合作可視化網(wǎng)絡(luò)中看出該領(lǐng)域機(jī)構(gòu)發(fā)文量的多少(節(jié)點的大小代表發(fā)文量的多少)，同時能夠看出主要的合作關(guān)系存在于中國科學(xué)院相關(guān)的科學(xué)研究所以及中國科學(xué)院直屬高校之間，其他的相關(guān)研究單位的合作主要為兩兩合作，且具有合作關(guān)系的機(jī)構(gòu)非常少。從合作關(guān)系的強(qiáng)弱不難看出，中國科學(xué)院研究生院與中國科學(xué)院遙感應(yīng)用研究所遙感科學(xué)國家重點實驗室合作關(guān)系相對較強(qiáng)。CiteSpace軟件中常用中介中心性發(fā)現(xiàn)和衡量機(jī)構(gòu)的重要性，并用紫色外圈對該類機(jī)構(gòu)(一般是中介中心性不小于0.1)進(jìn)行重點標(biāo)注，并表示其是連接不同機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵樞紐，一般也稱其為轉(zhuǎn)折點[1]。從圖2能夠看出中國科學(xué)院研究生院是比較重要的節(jié)點，對我國在該領(lǐng)域的研究機(jī)構(gòu)之間的合作和科研進(jìn)步具有十分重要的作用。通過citiation history(發(fā)文歷時折線圖)發(fā)現(xiàn)中國科學(xué)院研究生院在2013—2015年沒有相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)表，2011—2012年發(fā)文量均為14篇。通過研究機(jī)構(gòu)突發(fā)性探測得到該領(lǐng)域的突發(fā)性機(jī)構(gòu)時間分布圖，對機(jī)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行聚類(K命名法、LLR算法)，得到5大聚類，中國科學(xué)院大學(xué)和環(huán)境保護(hù)部衛(wèi)星環(huán)境應(yīng)用中心的突發(fā)性在2013—2015年，其發(fā)表的文獻(xiàn)具有前沿性，且前者屬于“聚類#0”，該聚類中發(fā)文量最多，為7篇；后者屬于第二聚類，發(fā)文量為6篇。

圖2 國內(nèi)遙感領(lǐng)域合作機(jī)構(gòu)可視化網(wǎng)絡(luò)

2.2 作者合作網(wǎng)絡(luò)分析對作者合作關(guān)系進(jìn)行聚類，在export-network summary table中得知，突現(xiàn)作者中，吳炳方和李衛(wèi)國屬于“聚類#0”，他們研究的領(lǐng)域很可能是較活躍的研究領(lǐng)域，或者是研究的新興趨勢。進(jìn)一步分析吳炳方和李衛(wèi)國的文獻(xiàn)以及“聚類#0”所處研究領(lǐng)域，發(fā)現(xiàn)主要的前沿領(lǐng)域為遙感在農(nóng)業(yè)、農(nóng)情監(jiān)測、水土保持上的應(yīng)用等方面。國內(nèi)遙感領(lǐng)域研究作者合作網(wǎng)絡(luò)見圖3，作者和機(jī)構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)見圖4。

圖3 國內(nèi)遙感領(lǐng)域研究作者合作網(wǎng)絡(luò)

圖4 國內(nèi)遙感領(lǐng)域研究作者和機(jī)構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)

從圖3可以看出，該領(lǐng)域研究人員之間的合作關(guān)系主要為3人組合、2人組合，且具有合作關(guān)系的作者很少，普遍的情況是作者之間沒有合作關(guān)系。從圖4和表1得出，高產(chǎn)作者黃文江(中國科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所副主任，研究方向：植被定量遙感)、王紀(jì)華(現(xiàn)任國家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心副主任，研究方向：農(nóng)業(yè)信息技術(shù))、吳炳方(現(xiàn)為中國科學(xué)院遙感應(yīng)用研究所研究員，研究方向：農(nóng)業(yè)、水資源及生態(tài)遙感)等都與中國科學(xué)院相關(guān)研究機(jī)構(gòu)具有直接合作關(guān)系，高產(chǎn)作者來自于高產(chǎn)機(jī)構(gòu)，進(jìn)一步說明中國科學(xué)院的相關(guān)研究機(jī)構(gòu)與研究人員對我國遙感技術(shù)領(lǐng)域具有較權(quán)威的借鑒和指導(dǎo)價值。同時，從幾位高產(chǎn)作者的研究方向能夠得出我國目前遙感領(lǐng)域的主要研究方向離不開植被遙感監(jiān)測、農(nóng)作物遙感等方面。

3 研究熱點可視化分析

3.1 關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析就是對數(shù)據(jù)集中作者提供的關(guān)鍵詞的分析[6]，關(guān)鍵詞一般是文獻(xiàn)核心內(nèi)容的高度濃縮和概括，詞頻分析法是利用關(guān)鍵詞在某一研究領(lǐng)域文獻(xiàn)中出現(xiàn)的頻次數(shù)量來確定該領(lǐng)域研究熱點和前沿動態(tài)的文獻(xiàn)計量方法[7]。在CiteSpace中想要統(tǒng)計高頻關(guān)鍵詞時，只需要將Nodes type選擇為“Keyword”即可。設(shè)置完相關(guān)參數(shù)點擊“GO”即可得到原始關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)(圖5)[8]。

表1 國內(nèi)遙感領(lǐng)域高產(chǎn)作者發(fā)文量排行(發(fā)文量>10篇)

研究熱點可認(rèn)為是在某個領(lǐng)域中學(xué)者共同關(guān)注的一個或者多個話題[5]，從“研究熱點”的字面上理解，其具有很強(qiáng)的時間特征。CiteSpace中提供了對研究主題的詞頻、詞語時間趨勢、詞匯的突發(fā)性、詞匯網(wǎng)絡(luò)屬性等分析的功能[5]。

關(guān)鍵詞網(wǎng)絡(luò)圖譜中，節(jié)點的大小代表它們出現(xiàn)的頻次，節(jié)點之間的連線表示共現(xiàn)強(qiáng)度[5]，參數(shù)設(shè)置中時間范圍依然是2006—2015年，時間切片為1年，Nodes type為“Keyword”，topN=20，threshold=15，font size=5，node size=38。

圖5 國內(nèi)遙感領(lǐng)域研究關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)

3.2 關(guān)鍵詞共詞網(wǎng)絡(luò)聚類分析參數(shù)設(shè)置時間范圍是2006—2015年，時間切片為1年，Nodes type為“Keyword”，topN=20，threshold=15，font size=0，node size=11。以K(關(guān)鍵詞)代表聚類的命名，以LLR(對數(shù)似然算法)為聚類算法，運(yùn)行得到關(guān)鍵詞網(wǎng)絡(luò)的聚類(圖6)。從圖6可以看出，國內(nèi)遙感領(lǐng)域研究可分為明顯的2大聚類：“#0遙感技術(shù)”與“#1收獲指數(shù)”。從聚類匯總結(jié)果可以看出，2006—2015年我國遙感技術(shù)領(lǐng)域的主要研究范圍是土地資源調(diào)查、國土規(guī)劃、3S技術(shù)以及農(nóng)作物監(jiān)測、土壤侵蝕、估算模型等方面，同時遙感技術(shù)在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用成為新的關(guān)注熱點。

圖6 國內(nèi)遙感領(lǐng)域研究關(guān)鍵詞聚類結(jié)果

4 國內(nèi)遙感研究的前沿領(lǐng)域分析

Time zone是將相同時間內(nèi)的節(jié)點集合在相同的時區(qū)中，關(guān)鍵詞時區(qū)視圖中相同的時間則意味著關(guān)鍵詞首次出現(xiàn)的時間，時間序列按照從遠(yuǎn)到近的順序排列[8]。2006—2015年國內(nèi)遙感領(lǐng)域研究關(guān)鍵詞時區(qū)分布見圖7。從圖7可以看出，2015年首次出現(xiàn)“估算模型”，其屬于“聚類#0”，聚類名“CROPWATCH”，即農(nóng)作物監(jiān)測。2009年冬小麥成為研究熱點，主要是因為2009年冬小麥、玉米面積、設(shè)施農(nóng)業(yè)占地面積率先實現(xiàn)業(yè)務(wù)化，并且北京成為全國第一家實現(xiàn)統(tǒng)計遙感業(yè)務(wù)化運(yùn)行的地區(qū)。并首次出現(xiàn)“Landsat8 OLI”，Landsat8是2013年2月美國成功發(fā)射的對地衛(wèi)星，OLI是Landsat8衛(wèi)星的陸地成像儀，其中“估算模型”所處的領(lǐng)域時間跨度最大(2006—2015年)。進(jìn)一步分析可看出，我國在遙感技術(shù)領(lǐng)域的研究前沿與熱點問題主要是遙感技術(shù)的具體應(yīng)用，包括農(nóng)作物監(jiān)測、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)等方面，與上文的分析結(jié)果一致。

圖7 2006—2015年國內(nèi)遙感領(lǐng)域研究關(guān)鍵詞時區(qū)分布

從表2可以看出，突現(xiàn)關(guān)鍵詞中有3個突現(xiàn)關(guān)鍵詞“地理信息系統(tǒng)”“遙感圖像”“工程地質(zhì)”都屬于“聚類#0”，按照陳超美博士的觀點，一個聚類中出現(xiàn)的突現(xiàn)節(jié)點越多，則該領(lǐng)域就越活躍，或者是研究的新興趨勢[5]，依據(jù)此觀點，“聚類#0”有可能是較活躍的研究領(lǐng)域或者新興的研究趨勢。從突現(xiàn)的時間先后來看，這些研究領(lǐng)域都屬于較滯后的領(lǐng)域，只有“遙感數(shù)據(jù)”和“汶川地震”較靠前，說明在遙感數(shù)據(jù)預(yù)處理方面的研究任重而道遠(yuǎn)。從另外一方面也可以看出，研究活躍領(lǐng)域很明顯，主要是遙感技術(shù)與具體的應(yīng)用，研究的新興趨勢具有很強(qiáng)的時間性，根據(jù)具體的實際需要而產(chǎn)生，并不斷轉(zhuǎn)移，且在災(zāi)害監(jiān)測與災(zāi)后評估方面應(yīng)用越來越突出。

表2 突現(xiàn)關(guān)鍵詞分布

5 結(jié)論

根據(jù)從中國知網(wǎng)核心期刊檢索到的2006—2015年的1 935條有效記錄，運(yùn)用CiteSpace工具進(jìn)行可視化分析，得出以下結(jié)論。

(1)我國在遙感技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)文量每年的變化很小，除了2007年發(fā)文量處于低谷階段，其他年份的發(fā)文量幾乎沒有變化。說明近10年該領(lǐng)域的關(guān)注度沒有太大變化。

(2)通過作者、機(jī)構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)可視化分析得出，我國在該領(lǐng)域的主要研究機(jī)構(gòu)是中國科學(xué)院的相關(guān)部門和高等院校，其發(fā)文量最多是中國科學(xué)院研究生院(53篇)，其次是中國科學(xué)院遙感應(yīng)用研究所(41篇)，再次是中國科學(xué)院大學(xué)(39篇)。發(fā)文量最多的前4位作者是黃文江(18篇)、楊武年(17篇)、王紀(jì)華(16篇)、吳炳方(14篇)，其中3位作者來自中國科學(xué)院相關(guān)機(jī)構(gòu)，更足以看出中國科學(xué)院的相關(guān)研究成果和研究方向在該領(lǐng)域具有指導(dǎo)和借鑒價值。

(3)通過關(guān)鍵詞可視化網(wǎng)絡(luò)圖譜可以看出，研究的熱點關(guān)鍵詞有“遙感技術(shù)”“高光譜”“高光譜遙感”“地理信息系統(tǒng)”“遙感監(jiān)測”“植被指數(shù)”“modis”“遙感影像”“土地利用”“冬小麥”“ndvi”等。結(jié)合關(guān)鍵詞聚類圖譜和關(guān)鍵詞時區(qū)視圖，能夠得出在該領(lǐng)域我國的研究熱點是在不斷變化的，具有很強(qiáng)的時間特征，2006年研究學(xué)者主要關(guān)注的熱點是“遙感技術(shù)”“高光譜”“地理信息系統(tǒng)”“植被指數(shù)”等，且學(xué)者們對“遙感技術(shù)”話題的關(guān)注從未結(jié)束，只是隨著時間的推移關(guān)注的熱度有所降低，“高光譜”以及“高光譜遙感”的關(guān)注熱度持續(xù)到2014年，2015年未見到直接的相關(guān)文獻(xiàn)。對“地理信息系統(tǒng)”話題的研究熱度也是在逐漸降低。近10年我國遙感技術(shù)領(lǐng)域的研究趨勢主要是從理論不斷過渡到具體的應(yīng)用上，從宏觀過渡到微觀，從低技術(shù)含量過渡到高技術(shù)，從抽象到具體，體現(xiàn)了我國在該領(lǐng)域研究的不斷深入。

總之，2006—2015年我國遙感技術(shù)領(lǐng)域的研究熱度處于較平穩(wěn)的態(tài)勢，研究力量過于集中，主要分布在中國科學(xué)院相關(guān)部門和院校，其他機(jī)構(gòu)的科研力量較為薄弱。研究熱點隨時間推移而不斷變化，在注重遙感數(shù)據(jù)處理的同時，在遙感應(yīng)用領(lǐng)域上，研究內(nèi)容越來越具體，越來越注重實際應(yīng)用價值，在地質(zhì)監(jiān)測、林業(yè)管理、災(zāi)害監(jiān)測與評估、農(nóng)作物監(jiān)測與估算以及生態(tài)環(huán)境保護(hù)等方面發(fā)揮著越來越重要的作用。

[1] 百度百科：遙感技術(shù)[EB/OL].[2016-07-09].http：//baike.baidu.com/link?url=sC7 crddnwWkEJnV8tbk-CZjS-dBea2Q_yEq YkAoQ7UL5AFjOuUpLAaTfITt8Q-lldFMpAkb6HvJxLumtuLFy0q.

[2] 孫穎，楊英英，陳士俊，等.CiteSpaceⅡ軟件在高校圖書館文獻(xiàn)檢索中的應(yīng)用[J].圖書館工作與研究，2012(8)：32-35.

[3] 陳悅，劉則淵，陳勁，等.科學(xué)知識圖譜的發(fā)展歷程[J].科學(xué)學(xué)研究，2008，26(3)：449-460.

[4] 王穎純，白麗娜.基于CiteSpace的XML研究熱點分析[J].科技管理研究，2014，34(2)：210-214.

[5] 李杰，陳超美.CiteSpace科技文本挖掘及可視化[M].北京：首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)出版社，2016.

[6] 劉高勇，汪會玲.國內(nèi)外引文分析研究熱點的可視化分析[J].情報科學(xué)，2011，29(5)：700-705.

[7] 李紅滿.國際翻譯學(xué)研究熱點與前沿的可視化分析[J].中國翻譯，2014(2)：21-26.

Visual Analysis of the Research in the Field of Remote Sensing in China

YOU Wan-wan1, SUN Zi-ying1*, CHA Na2(College of Ecological Environment, Inner Mongolia Agricultural University, Hohhot, Inner Mongolia 010020; 2. College of Economic Management, Inner Mongolia Agricultural University, Hohhot, Inner Mongolia 010020)

From 2006 to 2015, the 1 935 related researches in the field of remote sensing in CNKI database were used as the data for this research. Visualizing map of the researches in the remote sensing field in China was established by CiteSpace III software. By using the literature visualization analysis, distribution of core research strength in the field of remote sensing was quantitatively analyzed, including the research institutions and scientific research scholars. Results showed that the core research strength in the field of remote sensing in China was mainly concentrated in the relevant universities and departments of the Chinese Academy of Sciences. The practical application in China in this field was widely in practical situation. The hot topics included hyperspectral remote sensing, vegetation index, winter wheat and so on. And the the future trends were the crop monitoring, model estimation, disaster monitoring, post disaster assessment and other related research topics.

CiteSpace III; Remote sensing technology; Research subject; Research trend

尤碗碗(1989- )，女，安徽濉溪人，碩士研究生，研究方向：土地信息技術(shù)。*通訊作者，副教授，碩士生導(dǎo)師，從事土地信息技術(shù)研究。

2016-08-29

TP 79

A

0517-6611(2016)30-0223-04