鄒振偉?杜崇

摘 要：近年來(lái)，隨著科技的進(jìn)步，利用衛(wèi)星遙感手段進(jìn)行湖面實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)于維護(hù)和管理湖泊具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。為理順湖面遙感監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的研究狀況及發(fā)展趨勢(shì)，基于CiteSpace文獻(xiàn)計(jì)量法，利用中國(guó)知網(wǎng)（CNKI）數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)湖面遙感監(jiān)測(cè)主題進(jìn)行可視化分析，歸納了2000—2023年該領(lǐng)域研究的文獻(xiàn)量、研究熱點(diǎn)和前沿演進(jìn)趨勢(shì)。結(jié)果表明：目前國(guó)內(nèi)領(lǐng)域內(nèi)相關(guān)研究文獻(xiàn)整體呈現(xiàn)線(xiàn)性增長(zhǎng)的趨勢(shì)，主要研究學(xué)者及科研團(tuán)隊(duì)呈現(xiàn)“大分散，小聚集”的特點(diǎn)；研究熱點(diǎn)主要集中在青藏高原地區(qū)的高原湖泊遙感監(jiān)測(cè)領(lǐng)域；未來(lái)可能?chē)@高原湖泊的時(shí)空演變和土地利用等內(nèi)容進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：湖面監(jiān)測(cè)；遙感技術(shù)；可視化分析

中圖分類(lèi)號(hào)：X524 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2024）01–0-04

湖泊是區(qū)域水循環(huán)的關(guān)鍵載體，在調(diào)節(jié)河流徑流、保障農(nóng)業(yè)與生活用水、改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境等方面具有重要的意義。湖面的演變反映了該地區(qū)水資源的整體狀況，對(duì)氣候、人為等因素的響應(yīng)十分敏感[1]。通過(guò)研究湖面演變，可以了解當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)系統(tǒng)變化。

遙感衛(wèi)星能夠?yàn)楹刺峁?shí)時(shí)、精確、覆蓋范圍大的圖像數(shù)據(jù)，可以直接對(duì)湖泊狀態(tài)進(jìn)行可視化解譯。通過(guò)對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，可以得到更多的數(shù)據(jù)，使用RS與GIS技術(shù)并輔之以GPS系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行湖泊的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，已經(jīng)得到了眾多學(xué)者的認(rèn)可，并具有一定的前瞻性[2]。

通過(guò)搜索發(fā)現(xiàn)，梁匡一于1987年發(fā)表在《環(huán)境遙感》的《遙感影像上的羅布泊及其變遷》是國(guó)內(nèi)湖面遙感的早期代表作。從這篇文獻(xiàn)來(lái)看，我國(guó)的遙感技術(shù)一開(kāi)始被認(rèn)為是“上帝之眼”，用于對(duì)普通方法不能或難以獲取的大面積水體變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)，起到為湖面“照相”的效果，并沒(méi)有太多遙測(cè)機(jī)制的研究[3]。此后，基于遙感技術(shù)進(jìn)行湖面監(jiān)測(cè)的研究逐漸成熟，目前已經(jīng)取得了一系列成果。

因?yàn)椴煌瑢W(xué)科的研究者所關(guān)心的科學(xué)問(wèn)題和他們的研究側(cè)重點(diǎn)不盡相同，所以從中國(guó)知網(wǎng)（CNKI）數(shù)據(jù)庫(kù)中篩選了與此有關(guān)的文獻(xiàn)，并使用了一個(gè)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)可視化的應(yīng)用程序CiteSpace，對(duì)湖面遙感監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的研究作者、機(jī)構(gòu)以及關(guān)鍵詞等展開(kāi)研究，得到了目前研究的知識(shí)結(jié)構(gòu)[4]，從而了解湖面遙感的研究現(xiàn)狀和發(fā)展方向，為有關(guān)研究人員的研究工作提供一定的參考。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

以中國(guó)知網(wǎng)（CNKI）的數(shù)據(jù)源為基礎(chǔ)，利用數(shù)據(jù)庫(kù)高級(jí)檢索功能，主題設(shè)置為湖面監(jiān)測(cè)，篇名、關(guān)鍵詞、摘要設(shè)置為遙感，確定檢索時(shí)間范圍為2000—2023年，檢索共計(jì)554篇文獻(xiàn)。為保證數(shù)據(jù)源的質(zhì)量與可靠性，去掉報(bào)紙會(huì)議非研究性文獻(xiàn)和重復(fù)文獻(xiàn)，最終選擇剩余的538篇有效文獻(xiàn)作為原始數(shù)據(jù)源。

1.2 研究方法

先使用Excel統(tǒng)計(jì)領(lǐng)域內(nèi)2000—2023年間學(xué)術(shù)論文的年度發(fā)文量，然后將CiteSpace軟件作為分析工具，以1年為一個(gè)時(shí)間單元切片，對(duì)識(shí)別出的關(guān)鍵詞進(jìn)行可視化圖譜分析。關(guān)鍵詞數(shù)據(jù)信息的知識(shí)圖譜可以更直接地展示出知識(shí)群的演變和領(lǐng)域中各個(gè)關(guān)鍵詞的知識(shí)結(jié)構(gòu)[5]。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)文量分析

從中國(guó)知網(wǎng)（CNKI）數(shù)據(jù)庫(kù)的文獻(xiàn)量來(lái)看（圖1），2000—2004年間每年發(fā)文數(shù)較少，2005—2023年間文獻(xiàn)數(shù)量逐年增多，增速較快，論文數(shù)量最高為2021年，

共計(jì)發(fā)表60篇。整體來(lái)看，2000年以來(lái)湖面遙感監(jiān)測(cè)相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)文量呈現(xiàn)線(xiàn)性增加的趨勢(shì)，說(shuō)明國(guó)內(nèi)關(guān)于湖面遙感的研究持續(xù)受到較高關(guān)注。

2.2 主要發(fā)文作者及合作關(guān)系可視化分析

圖2為2000—2023年湖面遙感監(jiān)測(cè)研究領(lǐng)域主要發(fā)文作者共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖譜?？蒲腥藛T屬于推進(jìn)學(xué)科領(lǐng)域建設(shè)的核心力量，所以有必要對(duì)科研人員的合作網(wǎng)絡(luò)展開(kāi)分析。在作者合作共線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖譜中，圓圈面積用來(lái)表達(dá)作者的發(fā)文數(shù)量，節(jié)點(diǎn)之間的連線(xiàn)密度用來(lái)表達(dá)作者之間的合作關(guān)系。由圖2可知，領(lǐng)域內(nèi)發(fā)文作者一共469位，以馬榮華、邊多、拉巴卓瑪三位研究學(xué)者的節(jié)點(diǎn)最大，說(shuō)明他們發(fā)表的論文數(shù)量最多。在這些論文中，馬榮華發(fā)表論文9篇，邊多發(fā)表論文8篇，拉巴卓瑪發(fā)表論文7篇，拉巴、姚檀棟、德吉央宗、朱立平、宋春橋所發(fā)表的論文均為5篇。在作者合作關(guān)系方面，領(lǐng)域內(nèi)主要有以馬榮華為核心的研究團(tuán)隊(duì)，和以德吉央宗、拉巴卓瑪、邊多等為核心的研究團(tuán)隊(duì)，不同團(tuán)隊(duì)之間的聯(lián)系不緊密，整體呈現(xiàn)“大分散，小聚集”的特點(diǎn)，應(yīng)該加強(qiáng)不同核心學(xué)者和不同研究團(tuán)隊(duì)之間的交流合作。

2.3 主要科研機(jī)構(gòu)發(fā)文研究統(tǒng)計(jì)

通過(guò)對(duì)538篇文獻(xiàn)發(fā)文機(jī)構(gòu)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得出在發(fā)文數(shù)量上位居前列的9個(gè)發(fā)文機(jī)構(gòu)，其他機(jī)構(gòu)發(fā)表論文數(shù)量均不超過(guò)10篇。從表1可以看出，湖面遙感監(jiān)測(cè)領(lǐng)域內(nèi)發(fā)文最多的3個(gè)機(jī)構(gòu)分別是：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)、中國(guó)地質(zhì)學(xué)大學(xué)（北京）和中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所，占總發(fā)文量的11.7%，說(shuō)明在湖面遙感監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，這3個(gè)機(jī)構(gòu)的研究成果較為全面且深入，相對(duì)其他機(jī)構(gòu)更具權(quán)威及說(shuō)服力。

2.4 研究熱點(diǎn)分析

2.4.1 關(guān)鍵詞共現(xiàn)可視化分析

利用CiteSpace軟件中的Key word（關(guān)鍵詞）分析功能，對(duì)所有538篇原始文獻(xiàn)展開(kāi)分析，最終獲得了高頻關(guān)鍵詞共線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖譜（圖3）。其是對(duì)核心內(nèi)容的提煉與濃縮，可以較好地展現(xiàn)出該研究領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)[6]。以原始數(shù)據(jù)文獻(xiàn)為基礎(chǔ)，從關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻次和關(guān)鍵詞中心性指數(shù)這2個(gè)指標(biāo)，對(duì)排名前10位的共現(xiàn)關(guān)鍵詞展開(kāi)排序并將其統(tǒng)計(jì)出來(lái)，具體見(jiàn)表2。

圖3結(jié)果顯示：湖面監(jiān)測(cè)領(lǐng)域關(guān)鍵詞主要集中在遙感、氣候變化、湖泊、青藏高原等方面。關(guān)鍵詞“遙感”節(jié)點(diǎn)最大，表明其出現(xiàn)頻率最高（130次），其次是氣候變化（98次）、湖泊（80次）和青藏高原（68次）等關(guān)鍵詞節(jié)點(diǎn)。中心性指數(shù)前4位關(guān)鍵詞：遙感（0.6）氣候變化（0.35）湖泊面積（0.27）和湖泊（0.26），可以說(shuō)明關(guān)鍵詞“遙感”“氣候變化”等都與絕大多數(shù)關(guān)鍵詞具有較緊密的相關(guān)性。綜合來(lái)看，遙感和氣候變化方向研究熱度高、研究技術(shù)完善、體系成熟，可繼續(xù)作為湖面監(jiān)測(cè)領(lǐng)域研究的核心部分。

2.4.2 關(guān)鍵詞聚類(lèi)可視化分析

關(guān)鍵詞聚類(lèi)圖譜指的是利用共被引耦合分析，對(duì)關(guān)鍵詞進(jìn)行自動(dòng)提取并自動(dòng)生成聚類(lèi)標(biāo)簽[7]。對(duì)關(guān)鍵詞聚類(lèi)知識(shí)圖譜進(jìn)行分析，可以更好地掌握湖面遙感監(jiān)測(cè)研究領(lǐng)域的整體研究情況[8]。圖4為2000—2023年湖面遙感監(jiān)測(cè)研究領(lǐng)域高頻關(guān)鍵詞聚類(lèi)圖譜。

圖4顯示的網(wǎng)絡(luò)模塊化評(píng)價(jià)指標(biāo)Q=0.4897，說(shuō)明關(guān)鍵詞聚類(lèi)的結(jié)果可信，網(wǎng)絡(luò)同質(zhì)性平均值S=0.824，表明關(guān)鍵詞聚類(lèi)合理[9]。分析得到9個(gè)聚類(lèi)標(biāo)簽包括：#0湖泊、#1遙感、#2湖泊面積、#3面積變化、#4高原湖泊、#5驅(qū)動(dòng)因素、#6遙感技術(shù)、#7湖泊變化、#8西藏，代表湖面遙感監(jiān)測(cè)領(lǐng)域內(nèi)9類(lèi)研究重點(diǎn)。9個(gè)聚類(lèi)標(biāo)簽緊密程度最大值為0.871，最小值為0.736，表明聚類(lèi)標(biāo)簽當(dāng)前研究熱度較高。標(biāo)簽#4高原湖泊的緊密程度為0.871，表明文獻(xiàn)緊密地圍繞“高原湖泊”開(kāi)展研究。

2.5 研究前沿演進(jìn)分析

2.5.1 關(guān)鍵詞時(shí)間線(xiàn)演進(jìn)可視化分析

關(guān)鍵詞聚類(lèi)時(shí)間圖譜指的是以時(shí)間軸的方式，表達(dá)各關(guān)鍵詞出現(xiàn)的年份（圖5），其能夠清晰地顯示出目前研究熱點(diǎn)領(lǐng)域的關(guān)鍵詞在不同時(shí)區(qū)的研究關(guān)聯(lián)度，比僅依靠關(guān)鍵詞聚類(lèi)來(lái)對(duì)詞頻變化進(jìn)行分析要更為全面[10]。時(shí)間圖譜中橫軸代表研究的時(shí)間線(xiàn)，圓形的尺寸面積代表發(fā)文的數(shù)量，而曲線(xiàn)代表的是關(guān)鍵詞之間的關(guān)聯(lián)度。

由圖5可知，湖面遙感監(jiān)測(cè)研究的演變呈現(xiàn)出以下特點(diǎn)：（1）高原湖泊尤其是青藏高原地區(qū)的湖泊面積變化是國(guó)內(nèi)近20年重點(diǎn)關(guān)注內(nèi)容；（2）遙感技術(shù)是監(jiān)測(cè)湖泊面積和水量變化的主要方法；（3）分析局部氣候變化的多種驅(qū)動(dòng)因素主要依靠遙感監(jiān)測(cè)獲得的數(shù)據(jù)完成；（4）有關(guān)多源遙感技術(shù)的應(yīng)用研究或?qū)⒊蔀槲磥?lái)幾年新的研究趨勢(shì)。

2.5.2 關(guān)鍵詞突顯可視化分析

利用CiteSpace軟件的突發(fā)性（BurstTerm）檢測(cè)功能，將閾值調(diào)整為0.8，時(shí)間跨度設(shè)置為2000—2023年，得到高突現(xiàn)率關(guān)鍵詞9個(gè)（圖6）。結(jié)果顯示：突現(xiàn)率較高的關(guān)鍵詞有遙感、西藏、湖面變化等，其中“遙感”關(guān)鍵詞的研究時(shí)間跨度最長(zhǎng)且開(kāi)始最早。2020—2023年期間，google earth engine、時(shí)空演變、土地利用、高原湖泊等領(lǐng)域成為研究的主要方向。

3 結(jié)論

研究借助CiteSpace軟件，以中國(guó)知網(wǎng)（CNKI）數(shù)據(jù)庫(kù)2000—2023年538篇與湖面遙感監(jiān)測(cè)領(lǐng)域相關(guān)的文獻(xiàn)，進(jìn)行了可視性數(shù)據(jù)分析。將主要發(fā)文作者、科研機(jī)構(gòu)、關(guān)鍵詞共線(xiàn)聚類(lèi)、關(guān)鍵詞時(shí)間線(xiàn)演進(jìn)和關(guān)鍵詞突顯等節(jié)點(diǎn)類(lèi)型作為研究方向，得出結(jié)論如下：

（1）在發(fā)文量方面，2000—2023年湖面遙感相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)文量在逐年增多且增速較快，呈現(xiàn)線(xiàn)性增加的趨勢(shì)，說(shuō)明國(guó)內(nèi)關(guān)于湖面遙感的研究持續(xù)受到較高關(guān)注。

（2）在主要發(fā)文作者、主要科研機(jī)構(gòu)分布以及合作關(guān)系方面，領(lǐng)域內(nèi)核心學(xué)者及其研究團(tuán)隊(duì)彼此之間的合作聯(lián)系不緊密，中國(guó)科學(xué)院大學(xué)、中國(guó)地質(zhì)學(xué)大學(xué)（北京）和中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所等科研單位取得了比較系統(tǒng)和全面的研究結(jié)果。

（3）在研究熱點(diǎn)方面，“遙感”“氣候變化”“湖泊”

“青藏高原”等關(guān)鍵詞是湖面遙感監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的熱點(diǎn)研究對(duì)象，說(shuō)明青藏高原地區(qū)的高原湖泊面積變化是近些年學(xué)者重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容。應(yīng)用遙感技術(shù)獲得的數(shù)據(jù)，探尋湖泊面積和區(qū)域氣候之間的聯(lián)系是當(dāng)前階段的研究方向。

（4）在熱點(diǎn)前沿演進(jìn)方面，不同階段湖面遙感監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)不盡相同，未來(lái)高原湖泊土地利用的時(shí)空演變或成為新的研究重點(diǎn)，多源遙感新技術(shù)的應(yīng)用將進(jìn)一步為湖面監(jiān)測(cè)與交叉學(xué)科的綜合性研究提供新的技術(shù)支持。

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