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優(yōu)先出版 題目丨基于詞頻分析法的國際遙感領域研究熱點挖掘* 來源丨《出版與印刷》 作者丨羅玲1) 楊麗惠2) * 基金項目丨中國科技期刊國際影響力提升計劃第二期項目(編號PⅡJ2-C-44)。 摘要丨為了解近年來國際遙感領域的研究情況及研究熱點,基于Web of Science 數(shù)據(jù)庫,運用普萊斯定律,以2010—2014 年遙感領域期刊發(fā)表的高被引論文為樣本,對主要指標進行特征分析,并從關鍵詞和研究主題兩個角度對國際遙感領域研究熱點進行挖掘和分析。發(fā)現(xiàn)2010—2014 年,中國發(fā)表的遙感領域高被引論文占總數(shù)的16.8%,僅次于美國,排在世界第二位。基于關鍵詞和研究主題對遙感領域研究熱點的分析結論較為一致,國際遙感領域研究應用的主要數(shù)據(jù)源為雷達數(shù)據(jù)和光學遙感影像,研究內容集中在土地利用、土壤和植被等對象的動態(tài)監(jiān)測與預測。中國在追蹤遙感領域研究熱點方面具有較高的國際化水平,說明中國的遙感領域研究已與國際接軌。 關鍵詞丨遙感;高被引論文;研究熱點 中國是遙感(remote sensing)學的科研大國,每年發(fā)表大量的中英文遙感領域論文。準確把握國際遙感領域近期的熱點研究方向和發(fā)展情況,對指導遙感領域學者在選擇研究方向、確定研究選題、進行項目申報等方面具有重要的指導作用和參考價值。同時,也是該領域學術期刊編輯審稿、組稿的重要參考。 已有學者對遙感領域的發(fā)展情況及研究熱點進行了闡述。如李櫟等[1] 、桂德竹等[2]分別對國際遙感傳感器、航空遙感研究的發(fā)展進行分析,但都從遙感領域的某一方向切入,未對遙感領域的總體研究情況進行探討。陳良富等[3]794、曾鈺[4]177、尤碗碗等[5] 利用文獻分析手段對中國遙感領域的研究進行分析,但未涉及國外遙感領域的研究狀況。利用文獻分析手段對國際遙感領域研究熱點進行挖掘,并對中外遙感領域的研究內容進行對比研究的文章鮮見報道。 文獻計量學是評價科學研究水平的有效手段和客觀依據(jù),高被引論文分析和詞頻分析法是其內容的重要方面[4]177。其中,高被引論文的統(tǒng)計與分析,能夠準確地反映學科發(fā)展現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢,確定學科研究熱點[6]。本文利用文獻分析方法,借助Web of Science(以下簡稱WoS)數(shù)據(jù)庫的“期刊引證報告”(Journal Citation Report,以下簡稱JCR)數(shù)據(jù),對被SCI 收錄的國際遙感領域高被引論文特征進行深入剖析,了解當前國際遙感領域的發(fā)展態(tài)勢。并利用詞頻分析法,從關鍵詞和研究主題兩個角度切入,提取國際遙感領域的研究熱點。同時對中外遙感領域研究內容進行對比分析,了解中國遙感領域研究的國際地位,以期為學者和相關管理人員更好地把握遙感領域近年的發(fā)展態(tài)勢和研究熱點提供幫助,并為相關學術期刊編輯在選題策劃、組約稿件和審稿方面提供指導。 一、資料與方法 1. 數(shù)據(jù)來源 利用WoS 數(shù)據(jù)庫的JCR,檢索2010—2014 年被SCI 收錄的主題屬于遙感的國際期刊,共31 種。為保證數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和連續(xù)性,檢索在此時間段內至少連續(xù)3 年出現(xiàn)在JCR的期刊, 共25 種。這25 種期刊于2010—2014 年共刊發(fā)各類型文章的記錄為16 533條,剔除重復的記錄3 條,5 年間共刊發(fā)文章16 530 篇。采用JCR 的統(tǒng)計標準,本文只分析論文和綜述兩種可被引的文章類型,共計15 733 篇。 需要特別說明的是,本文的研究分析基于高被引論文,由于論文從發(fā)表到成為高被引論文通常需要4 年左右的時間,且外文文獻引用的最佳年限一般為3~8 年[7],因此為了保證樣本數(shù)及結果的準確性,本文使用的數(shù)據(jù)回溯到2010—2014 年。遙感學的研究內容相對宏觀,其研究的核心內容在一定時間段內具有穩(wěn)定性。因此,本文利用2010—2014 年的數(shù)據(jù)所得到的遙感領域研究熱點仍具有較大的參考價值和科學意義。 2. 高被引論文界定方法 本文運用普賴斯定律(N=0.749×√nmax)[8]確定高被引論文。式中,N 為高被引論文被引頻次的最小值,nmax 為被引頻次最高論文的被引頻次。本研究的所有論文中最高被引頻次為780 次,計算得到N ≈ 21。因此,確定被引頻次≥ 21 次的論文為高被引論文,共1249 篇。 二、遙感領域高被引論文總體特征分析 1. 高被引論文發(fā)表年份和被引情況分析 對2010—2014 年遙感領域1249 篇高被引論文按年份進行數(shù)量、占比、被引頻次信息提?。ㄒ姳?),總被引頻次49 849 次,篇均被引頻次均值為36.5 次。2010 年和2011年發(fā)表的論文中高被引論文數(shù)量最多,均占高被引論文總數(shù)的30% 以上。年份與高被引論文數(shù)量的關系呈現(xiàn)發(fā)表時間越早,被引頻次越高,高被引論文數(shù)量越多的特征。 表1 2010—2014 年遙感領域高被引論文 發(fā)表情況統(tǒng)計 統(tǒng)計高被引論文樣本在不同總被引頻次區(qū)間范圍內的數(shù)量及占比(見表2),2010—2014 年,遙感領域1249 篇高被引論文總被引頻次TC(total cities 的首字母縮寫)大于等于300 次的論文有3 篇,100—300 次的37篇,21—50 次的最多,1018 篇, 占總數(shù)的81.51%。單篇最高被引頻次為780 次,最低被引頻次21 次。 表2 2010—2014 年遙感領域高被引論文 總被引頻次數(shù)量統(tǒng)計 2. 高被引論文源期刊分布 根據(jù)JCR 下載的數(shù)據(jù),提取得到國際遙感領域高被引論文來源期刊的基本信息以及各刊刊發(fā)的高被引論文數(shù)量(見表3)。2010—2014 年,遙感領域1249 篇高被引論文來源于24 種SCI 期刊,Surv. Rev. 是唯一沒有高被引論文的期刊。本文研究樣本的25 種期刊的出版國家主要集中在美國和英國,分別為10 種和4 種。按照出版的高被引論文數(shù)量對期刊由高到低進行排名,前5 種期刊的高被引論文數(shù)之和及對應的總被引頻次之和均大約占總數(shù)的80%。排名前10 的期刊出版的高被引論文數(shù)量均高于總樣本數(shù)的1%。其中,Remote Sens. Environ. 和IEEE Trans. Geosci.Remote Sensing 排在前兩位,二者發(fā)表的高被引論文之和占高被引論文總數(shù)的60%。 表3 國際遙感領域高被引論文來源期刊基本指標統(tǒng)計 注:根據(jù)高被引論文篇數(shù)排序。 分析24 種期刊的影響因子和刊登的高被引論文數(shù)量的關系發(fā)現(xiàn),兩者總體上呈正相關。明顯例外的是,中國主辦的唯一一本與遙感領域相關且被SCI 收錄的期刊Int. J.Digit. Earth,2014 年影響因子已躋身世界第四位,但刊發(fā)的高被引論文數(shù)僅排在所有期刊的中游,分析其中原因,與期刊的辦刊時間短、發(fā)文數(shù)量少有較大關系。 3. 高被引論文作者及機構分析 統(tǒng)計2010—2014 年發(fā)表遙感領域SCI 高被引論文大于等于4 篇的第一作者信息(見表4),1249 篇高被引論文共有作者3938 人,來自68 個國家,來自美國的作者數(shù)以占總數(shù)的41.7% 排在世界首位。根據(jù)表4,2010—2014 年,發(fā)表遙感領域高被引論文數(shù)量最多的為德國慕尼黑工業(yè)大學的Zhu Xiaoxiang,發(fā)表6 篇;西班牙埃斯特雷馬杜拉大學的Li Jun 發(fā)表5 篇,但總被引頻次以342 次排在第一位,說明其研究成果影響力較高。發(fā)表高被引論文數(shù)為4 篇及以上的第一作者共12 人,共發(fā)表高被引論文51 篇,總被引頻次2529 次。12 位第一作者來自7 個國家,以美國(5 人)和德國(2 人)的作者數(shù)最多,兩國作者發(fā)表的高被引論文數(shù)分別為20 篇和10 篇,說明國際遙感領域學者高關注度的研究成果以來自美國和德國的作者居多。 表4 發(fā)表遙感領域SCI 高被引論文大于等于4 篇的第一作者信息統(tǒng)計 2010—2014 年國際遙感領域SCI 高被引論文發(fā)表數(shù)量前10 機構(見表5),共發(fā)表高被引論文417 篇,其中一半來自美國,發(fā)表高被引論文227 篇,占10 個機構發(fā)表總數(shù)的54.4%。美國國家航空航天局發(fā)表的數(shù)量最多,為89 篇。中國的中國科學院、武漢大學和北京師范大學躋身前10 行列,發(fā)表的高 被引論文占10 個機構發(fā)表總數(shù)的30.5%,中國科學院占中國發(fā)文總數(shù)的60%,排在第二位。這三個機構也是同時期中文遙感領域論文的高產(chǎn)機構[4]180。美國國家航空航天局和中國科學院發(fā)表的高被引論文數(shù)量明顯領先其他機構,分別排在第一、第二位,而且這一格局至今已保持了30 年[9],足以證明兩個機構在國際遙感領域的科研實力和國際地位。 表5 發(fā)表遙感領域SCI 高被引論文數(shù)量前10 機構信息統(tǒng)計 分析表明,國際遙感領域高被引論文發(fā)文機構以美國和中國為主,國外的大型專業(yè)研究機構和學科影響力高的知名大學可以作為國內期刊挖掘國際創(chuàng)新性科研成果、尋找高水平編委和審稿人的主要對象。同時,本研究結果再次證明了中國科學院在國際學術研究領域的整體實力和國際影響力;武漢大學和北京師范大學在遙感領域的國家級重點實驗室和研究院,為優(yōu)秀科研成果產(chǎn)出奠定了良好的基礎。這也提示出版領域從業(yè)人員可以有針對性地將大型研究院所、國家重點實驗室作為國內主要的組稿、約稿對象。 三、國際遙感領域研究熱點挖掘 1. 基于關鍵詞的研究熱點提取 提取高被引論文樣本的關鍵詞信息,并對關鍵詞進行歸并統(tǒng)計,如同一詞的不同寫法、簡稱和全稱、大小寫等,以保證關鍵詞統(tǒng)計結果可以有效揭示該類主題的研究關注程度,最后統(tǒng)計得到最具代表性的前20 個高頻關鍵詞(見圖1),關鍵詞對應的中文名稱見表6。1249 篇高被引論文共有關鍵詞3734個,高頻次關鍵詞能夠體現(xiàn)研究方法、研究內容和主要數(shù)據(jù)等信息。remote sensing、SAR 和MODIS 依次排在前三位,出現(xiàn)頻次均高于100 次。 圖1 遙感領域高被引論文出現(xiàn)頻次前20 個關鍵詞 表6 高頻次關鍵詞中英文名稱對照表 數(shù)據(jù)源方面,根據(jù)出現(xiàn)頻次降序排列為:SAR>MODIS>LiDAR> Landsat, 說明雷達數(shù)據(jù)和光學數(shù)據(jù)是當前遙感領域研究的常用關鍵數(shù)據(jù),也是前沿問題之一。2010—2014年遙感領域高被引論文的研究對象涵蓋了土地、森林和土壤,研究內容集中在LUCC、soil moisture、phenology 和biomass 幾方面,這也是對前面主要數(shù)據(jù)源的驗證,土地覆被變化的相關研究主要通過對多時相衛(wèi)星影像的分類來獲取各種土地類型的面積及空間分布信息,涉及的關鍵詞依次為time series、Landsat、classification、LUCC。因微波數(shù)據(jù)具有全天時、全天候的優(yōu)勢,且對森林和土壤具有一定的穿透能力,目前部分針對森林和土壤的研究通過雷達手段來實現(xiàn)。因此,分析高頻次關鍵詞信息,可以將近幾年遙感領域的研究熱點概括為:依托雷達數(shù)據(jù)與中高分辨率的遙感衛(wèi)星影像,實現(xiàn)對土地利用變化、土壤水分、植被物候和生物量的動態(tài)監(jiān)測。 李琛分析了截至2018年草地遙感的研究[10],得出的熱點關鍵詞與本文重合的包含remote sensing、MODIS、classification、LUCC、Landsat、NDVI、biomass 等,幾乎占上文提及關鍵詞總數(shù)的一半,但因其是從草地遙感切入的,非完整的遙感學科,所以結果會有差異,不會得出本研究中的如森林和土壤等對象的相關結果。此外,王紅等[11]分析農(nóng)業(yè)遙感領域的研究熱點也得出,土地利用等將成為很長一段時間的研究重心。以上研究一定程度上反映了本文提取得到的遙感領域熱點的準確性,并具有一定的時間延續(xù)性,在當下依然適用。 2. 基于研究主題的研究熱點提取 論文的標題能夠反映一篇文章的研究主題,相比基于關鍵詞的分析,從研究主題的視角出發(fā),可以從更宏觀的角度挖掘國際遙感的熱點研究領域。提取前5% 的高被引論文題目[12],進行研究主題的深度分析。共提取到63 篇高被引論文的英文題目,被引頻次最高的為780 次,最低為87 次,差距較大。根據(jù)《地理學學科方向分類與關鍵詞》[13],將論文按題目分為以下6 個研究方向:遙感機理研究、遙感數(shù)據(jù)處理與分析方法、遙感定量反演模型與方法、遙感動態(tài)監(jiān)測與預測、遙感產(chǎn)品真實性檢驗,以及其他研究方向,同時屬于多個方向的論文在各方向中分別計數(shù)(見圖2)。 圖2 國際遙感領域被引頻次前5%高被引論文主題分布 遙感動態(tài)監(jiān)測與預測方向的論文數(shù)量最多,為16 篇;遙感的本質是數(shù)據(jù)源,與數(shù)據(jù)處理相關的研究必不可少,遙感數(shù)據(jù)處理與分析方法方向的論文為14 篇,排在第二位;屬于遙感定量反演模型與方法方向的論文為13 篇。以上三個方向的論文共43 篇,占總數(shù)的68%,這也進一步驗證了關鍵詞分析的結果。對利用不同遙感數(shù)據(jù)源和方法得到的數(shù)據(jù)產(chǎn)品進行的質量評價研究較少。有15.5%論文的研究主題方向較難界定,涉及的研究方法和領域分布較廣,且就單篇文章而言,往往與某類具體應用相關。從研究主題看,2010—2014 年,國際遙感領域的研究集中在利用遙感進行長時間的監(jiān)測并對未來情況進行預測、遙感數(shù)據(jù)處理與分析方法,以及遙感定量反演模型與方法幾大方面。曾鈺[4]178分析同時期中國遙感領域的研究進展,將研究主題分為遙感數(shù)據(jù)獲取、遙感數(shù)據(jù)處理與分析和遙感數(shù)據(jù)應用三個方面,結果發(fā)現(xiàn)遙感數(shù)據(jù)處理與分析的論文占比最高,為64%,其次為遙感數(shù)據(jù)應用,占21%,這兩項也是國際遙感領域研究主題中占比最高的,說明中國遙感領域的主要研究主題與國際同步。 四、中外遙感領域發(fā)展情況對比 2010—2014 年,中國共發(fā)表遙感領域高被引論文210 篇,占總數(shù)的16.8%,僅次于美國(43.7%),排在世界第二位。中國遙感領域SCI 論文高產(chǎn)機構為中國科學院、武漢大學和北京師范大學,分別排在世界第二、第五和第八位。 為了解中國遙感領域的發(fā)展情況及研究的國際地位,進一步對中外在研究方向和遙感數(shù)據(jù)應用兩個方面進行對比分析。在研究主題方面,屬于遙感產(chǎn)品真實性檢驗方向的論文僅7 篇,說明國際上對利用不同遙感數(shù)據(jù)源和方法得到的數(shù)據(jù)產(chǎn)品進行質量評價的研究較少。根據(jù)中國遙感方向的基金申請信息[13],2006 年中國申報遙感產(chǎn)品真實性檢驗方向的項目只有一項,從2009 年起才有所增加,說明相比其他研究方向而言,國內對遙感數(shù)據(jù)產(chǎn)品質量評價的系統(tǒng)化和理論化研究均處于早期階段,該方向還未得到大范圍廣泛關注,這一點中國與國際上的總體情況基本是一致的。 在遙感數(shù)據(jù)源方面,中國的衛(wèi)星遙感自2012 年開始向高空間分辨率、高光譜分辨率和高時間分辨率的方向不斷發(fā)展[3]803。隨著全球氣候變化研究的全面開展,以及遙感模型與反演的獨特優(yōu)勢,作為主要數(shù)據(jù)源,中國圍繞“MODIS”這一關鍵詞的研究論文呈現(xiàn)了“爆發(fā)式”增長,這一點也是與國際接軌的。在微波遙感數(shù)據(jù)方面,伴隨“AMSR-E”逐漸形成近10 年的有效觀測數(shù)據(jù),被動“微波遙感”開始廣泛應用,如積雪深度、海冰密集度以及對全球氣候變化較為敏感的南極和北極地區(qū)等的冰凍圈應用。隨著衛(wèi)星遙感技術以及多源數(shù)據(jù)的發(fā)展,地表參數(shù)的主被動“協(xié)同反演”成為熱點問題,特別是光學和微波數(shù)據(jù)結合的土壤水分反演。 此外, 與曾鈺等[4]181 對2010—2014 年中國遙感領域熱點提取結果對比發(fā)現(xiàn),中國遙感研究的高頻關鍵詞為SAR、MODIS、LiDAR、classification、LUCC、NDVI、monitoring、high spectral,與同時期國際遙感領域熱點提取結果基本吻合。 綜上,無論是研究數(shù)據(jù)還是研究方向,總體上中國的遙感領域研究已經(jīng)與國際接軌,熱點研究領域與國際同步。但高水平研究成果在總體產(chǎn)出中占比不高,整體研究水平及國際影響力尚有待提升。 五、結論與討論 2010—2014 年,遙感領域SCI 收錄期刊共刊載高被引論文1249 篇,發(fā)表在24 種期刊上,Remote Sens. Environ. 和IEEE Trans.Geosci. Remote Sensing 無論是高被引論文刊載數(shù)量還是影響力指標均排在世界前列。發(fā)表高被引論文最多的第一作者、機構和期刊均以美國最多,證明了美國在國際遙感領域領先的學術研究水平和較高的國際影響力,英國、德國在部分指標中表現(xiàn)不俗。中國的中國科學院、武漢大學和北京師范大學躋身高被引論文產(chǎn)出數(shù)量世界前10 機構。 2010—2014 年,國際遙感領域的研究熱點內容為遙感動態(tài)監(jiān)測與預測、遙感數(shù)據(jù)處理與分析方法、遙感定量反演模型與方法,與依托關鍵詞提取得到的結論較為一致,即世界遙感領域研究熱點為:依托雷達數(shù)據(jù)與中高分辨率遙感影像,運用遙感定量反演模型與方法,對土地利用變化、土壤水分、植被物候和生物量等進行動態(tài)監(jiān)測與預測。 總體而言,中國學者在跟蹤國際前沿和熱點領域方面表現(xiàn)出了敏銳的嗅覺,能夠及時捕捉國際遙感研究的趨勢和熱點。中國遙感領域的研究內容與國際接軌,研究熱點與國際同步,進步較大。但遙感領域研究成果的總體水平尚有較大提升空間,國際影響力還有待提高。此外,作為科研大國,針對遙感這一與國家發(fā)展眾多重要領域密切相關的學科,中國在該領域的國際化學術期刊較少,限制了中國遙感領域研究成果的國際傳播及對中國遙感領域創(chuàng)新研究成果的知識產(chǎn)權保護。因此,一方面中國需要再接再厲提升遙感領域研究成果的國際地位和影響力,另一方面也需要加強中國遙感領域的國際學術期刊創(chuàng)辦與出版。 參考文獻 [1] 李櫟,張志強,安培浚. 基于共詞分析的國際遙感傳感器研究發(fā)展態(tài)勢分析[J]. 遙感技術與應用,2010(3):442-450. [2] 桂德竹,張成成,洪志剛. 我國航空遙感發(fā)展現(xiàn)狀及若干建議[J]. 遙感信息,2013(1):119-122,48. [3] 陳良富,閆珺,范聞捷,等. 《遙感學報》20 年:從熱點到前沿[J]. 遙感學報,2016(5):794-806. [4] 曾鈺. 由引文和關鍵詞看我國近5 年遙感研究進展[J].測繪科學,2016(4):177-183. 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