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        三維地震技術(shù)研究態(tài)勢分析
        ——基于VOSviewer的文獻(xiàn)計量和可視化分析

        2023-03-20 03:37:04李峰銳羅軍艾潮陳松張曉娟
        化工管理 2023年7期
        關(guān)鍵詞:熱點發(fā)文團體

        李峰銳,羅軍,艾潮,陳松,張曉娟

        (中石化西北油田分公司石油工程監(jiān)督中心,新疆 輪臺 841600)

        0 引言

        三維地震勘探通常是指在一個觀測面上進(jìn)行觀測,對所得到的資料進(jìn)行三維成象,獲得的資料能夠在三維空間內(nèi)反映地下地質(zhì)特征。三維地震勘探技術(shù)的興起于20世紀(jì)70年代,相較于二維地震勘探,三維地震技術(shù)可以得到更清晰、更準(zhǔn)確的地質(zhì)體成像。三維地震勘探技術(shù)具有低成本、高精度、和短周期的優(yōu)勢,能夠更好的識別地下地質(zhì)體,對次級斷裂帶的識別效果尤為明顯。目前三維地震技術(shù)廣泛應(yīng)用于石油[1-2]、天然氣[3]、探查煤層構(gòu)造發(fā)育[4]、淺層災(zāi)害評估[5]、地質(zhì)資源勘探[6]等多個領(lǐng)域,極大的促進(jìn)了勘探領(lǐng)域的發(fā)展,對目標(biāo)題進(jìn)行高精度的地質(zhì)解釋,近年來,該領(lǐng)域在數(shù)據(jù)采集、處理與解釋方面都取得了較大的發(fā)展,通過三維地震勘探發(fā)現(xiàn)了順北油氣田、普光氣田等。本文通過利用數(shù)據(jù)挖掘可視化軟件VOSviewer[7],結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)計量學(xué)方法,分析有關(guān)三維地震技術(shù)領(lǐng)域的相關(guān)文獻(xiàn),追蹤其研究熱點與研究現(xiàn)狀,對三維地震研究領(lǐng)域進(jìn)行相關(guān)可視化分析,明確該領(lǐng)域的研究熱點與方向。

        1 數(shù)據(jù)來源與方法

        1.1 數(shù)據(jù)來源

        本文數(shù)據(jù)來源選自中國知網(wǎng)(CNKI)數(shù)據(jù)庫收錄的2001—2021年近20年以來的期刊論文。在中國知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(CNKI)內(nèi)設(shè)定檢索主題詞為“三維地震”。數(shù)據(jù)庫來源類別設(shè)定為 SCI、EI、北大核心、CSSCI、CSCD。搜索期刊類型為學(xué)術(shù)期刊。為了確保數(shù)據(jù)來源的準(zhǔn)確性以及相關(guān)性,對每一篇文獻(xiàn)進(jìn)行人工篩選,進(jìn)行數(shù)據(jù)清晰,剔除不符合主題內(nèi)容的相關(guān)期刊。篩選出符合數(shù)據(jù)要求的期刊論文。

        1.2 分析方法

        VOSviewer軟件是通過可視化的方法來呈現(xiàn)科學(xué)知識的結(jié)構(gòu)、規(guī)律和分布情況,展現(xiàn)一定時間內(nèi)該學(xué)科或領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀和勢態(tài),預(yù)測該領(lǐng)域的未來發(fā)展趨勢。根據(jù)各節(jié)點間距離,密度和大小的不同構(gòu)建出聚類視圖、密度視圖和疊加試圖,多用于評估該領(lǐng)域的研究方向和熱點[8]。本文通過運用VOSviewer軟件,并借助統(tǒng)計軟件SPSS與Origin對發(fā)表年份、期刊類型、共獻(xiàn)關(guān)鍵詞等進(jìn)行共現(xiàn)分析。首先將CNKI檢索的目標(biāo)文獻(xiàn)導(dǎo)出為Refworks格式,進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗,關(guān)鍵詞合并等操作再之后導(dǎo)入VOSviewer軟件進(jìn)行文獻(xiàn)可視化圖譜的繪制。用不同顏色的節(jié)點以區(qū)分不同的聚類。主題詞之間的密切和相似程度通過節(jié)點之間的距離來展現(xiàn),節(jié)點大小代表出現(xiàn)頻次的多少,密度越高則代表其聯(lián)系越緊密,相關(guān)性越強。本研究關(guān)鍵詞共現(xiàn)頻率大于3次為高頻詞,顯示研究熱點。

        2 討論和結(jié)果

        2.1 時間趨勢分析

        發(fā)文量的變化能直接反映研究領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀及所處發(fā)展階段[9]。本文針對2001—2021年近20年關(guān)于三維地震相關(guān)發(fā)表論文進(jìn)行統(tǒng)計,研究文獻(xiàn)數(shù)量按時間分布的情況如圖1所示。由圖1可知,自2001—2014年呈現(xiàn)逐年增加的趨勢,且在2008—2015年期間,每年文獻(xiàn)平均發(fā)表數(shù)量超過110篇,這說明在該階段,國內(nèi)勘探領(lǐng)域應(yīng)用三維地震技術(shù)出現(xiàn)較大規(guī)模的增長。同時近五年在該領(lǐng)域發(fā)表論文平均每年保持在80篇左右。經(jīng)過20年的發(fā)展與應(yīng)用,三維地震技術(shù)已經(jīng)成熟應(yīng)用于各個方面,取得了長足的發(fā)展,為我國資源勘探領(lǐng)域的開發(fā)提供了成熟的技術(shù)支撐。

        圖1 研究文獻(xiàn)數(shù)量隨時間的分布情況

        2.2 研究作者共獻(xiàn)分析

        根據(jù)文獻(xiàn)作者群體的可視化視聚類圖譜可知(圖2),文獻(xiàn)的作者主要分為十一大聚類,分別是以陳建遠(yuǎn)為主的第一團體,以程增慶為主的第二團體,以張華為主的第三團體,以師素珍為主的第四團體,以李元杰為主的第五團體,以馮云杰為主的第六團體,以李娟為主的第七團體,以董守華為主的第八團體,以李守杰為主的第九團體,以劉曉波為主的第十團體,以代鳳紅為主的第十一團體。同時根據(jù)普萊斯定律[10]相關(guān)推論可知,在三維地震勘探領(lǐng)域的核心作者發(fā)文量應(yīng)大于等于4篇,經(jīng)統(tǒng)計可知在2001—2021年期間共有84人發(fā)文量大于等于4篇,共計發(fā)表416篇文獻(xiàn),占據(jù)總發(fā)文數(shù)量的24.28%,這與普萊斯定律的核心作者發(fā)文數(shù)應(yīng)占發(fā)文總數(shù)的50%以上有較大的差距,也說明在三維地震勘探領(lǐng)域仍有巨大的研究發(fā)展空間。同時近五年以來,該領(lǐng)域的文獻(xiàn)發(fā)表數(shù)量減緩,具體原因還有待考證。

        圖2 文獻(xiàn)發(fā)表作者群體的可視化視聚類圖譜

        2.3 高頻關(guān)鍵詞的共現(xiàn)可視化分析

        通過對高頻關(guān)鍵詞的研究,可以解釋一段時間內(nèi)某領(lǐng)域研究的熱點方向。圖3為中文文獻(xiàn)的熱點關(guān)鍵詞聚類共現(xiàn)圖譜,圖中的節(jié)點大小表示該領(lǐng)域關(guān)鍵詞頻次的高低,節(jié)點越大,表示頻次越高,連線表示關(guān)鍵詞的緊密程度,連線越粗,說明兩個關(guān)鍵詞之間聯(lián)系越緊密。經(jīng)統(tǒng)計可知,共計有217個節(jié)點,表示包含了217個關(guān)鍵詞。同時本文根據(jù)文獻(xiàn)的高頻詞將共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分析為個十二聚類群,主要涉及了三維地震勘探、觀測系統(tǒng)、斷層、陷落柱、靜校正、采空區(qū)、信噪比、煤層、構(gòu)造等。其中主要關(guān)鍵詞為“三維地震勘探”“觀測系統(tǒng)”“斷層”等。經(jīng)過對該領(lǐng)域發(fā)表文獻(xiàn)高頻關(guān)鍵詞分析可知,近年三維地震技術(shù)多應(yīng)用于“采空區(qū)”“斷層”和“陷落柱”等研究,同時這也代表了目前在應(yīng)用三維地震技術(shù)的熱點研究與應(yīng)用方向。

        圖3 中文文獻(xiàn)的熱點關(guān)鍵詞聚類共現(xiàn)圖譜

        2.4 發(fā)文機構(gòu)分析

        如圖4所示,2001—2021年期間三維地震領(lǐng)域發(fā)文量最高的機構(gòu)為中國煤炭科工集團有限公司,共計發(fā)表文章數(shù)量為111篇,占比達(dá)9.36%,主要應(yīng)用于煤礦地質(zhì)構(gòu)造的勘探。第二名是東方地球物理勘探有限責(zé)任公司,共計發(fā)表文章數(shù)量為74篇,占比6.24%,主要研究內(nèi)容為油氣資源勘探領(lǐng)域的開發(fā)與應(yīng)用。第三名為安徽省煤田地質(zhì)局,共計發(fā)表文章數(shù)量為72篇。占比6.07%。此外高校中在該領(lǐng)域的發(fā)文量排名靠前的是中國礦業(yè)大學(xué)和中國地質(zhì)大學(xué),在2001—2021年期間,以中國礦業(yè)大學(xué)為作者單位發(fā)表文獻(xiàn)數(shù)量共計71篇,占比5.99%。以中國地質(zhì)大學(xué)為作者單位發(fā)表文獻(xiàn)數(shù)量共計40篇,占比3.37%。

        圖4 發(fā)文機構(gòu)統(tǒng)計分析

        3 結(jié)語

        三維地震可以它可從三維空間了解地下地質(zhì)構(gòu)造情況。這種方法可以提供剖面的、平面的、立體的地下地質(zhì)圖構(gòu)造圖象,大大地提高了地震勘探的精確度,對地下地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜多變的地區(qū)特別有效?;赩OSviewer知識圖譜可視化分析,近五年該領(lǐng)域文獻(xiàn)平均每年保持在80篇左右;通過VOSviewer對關(guān)鍵詞可視化分析可以得到,近20年來三維地震勘探、觀測系統(tǒng)和斷層等主題詞是本研究領(lǐng)域的研究熱點,在采空區(qū)、斷層和陷落柱是近年來該領(lǐng)域的熱點研究方向。本文借助VOSviewer對近20年來三維地震領(lǐng)域發(fā)表論文的統(tǒng)計分析,明確了該領(lǐng)域的現(xiàn)狀及其近期研究的熱點方向,對三維地震技術(shù)應(yīng)用研究方向有了清晰的認(rèn)識。

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