韓 麗，戴必輝，王秋華,2，陳愛梅，韓 毓

(1.西南林業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院，云南 昆明 650224；2.云南省森林災(zāi)害預(yù)警與控制重點(diǎn)實驗室，云南 昆明 650224)

近年來，隨著全球氣候變化、人為干擾活動的加劇，森林火災(zāi)時有發(fā)生，對生態(tài)環(huán)境、人民生命財產(chǎn)都造成了巨大的損失，引起國內(nèi)外學(xué)者極大的關(guān)注。遙感作為一種快速獲取地表實時數(shù)據(jù)的技術(shù)，在火點(diǎn)監(jiān)測預(yù)報、火燒跡地提取、受災(zāi)情況統(tǒng)計等方面都有廣泛深入的應(yīng)用，成為當(dāng)前國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)[1-3]。本文通過文獻(xiàn)計量分析的方法，探究遙感在森林火災(zāi)應(yīng)用中的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，以期為從事林火遙感研究的人員提供一定的參考。

1 數(shù)據(jù)來源

在WOS中以“forest fire and remote sensing”為主題，檢索1999—2018年的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)，經(jīng)過文獻(xiàn)類型和研究領(lǐng)域的篩選，最終得到 1 638 條相關(guān)數(shù)據(jù)，以此作為國際發(fā)展現(xiàn)狀的分析數(shù)據(jù)。

在CNKI和萬方的高級檢索功能中，以“遙感”、“RS”和“森林火災(zāi)”、“林火”等為主題詞和關(guān)鍵詞，進(jìn)行兩兩組合，檢索1999—2018年的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)，共得到387篇相關(guān)論文。接下來，對檢索結(jié)果進(jìn)行整理，把明顯無關(guān)的文獻(xiàn)刪除，最終得到219篇學(xué)術(shù)論文，可以作為研究的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

2 研究方法及軟件

文獻(xiàn)計量是將數(shù)學(xué)、統(tǒng)計學(xué)等確定性計量方法運(yùn)用于圖書及其他交流介質(zhì)，對文獻(xiàn)的計量特征進(jìn)行統(tǒng)計分析，揭示和研究文獻(xiàn)情報分布規(guī)律的一門學(xué)科[4]。文獻(xiàn)計量法在展現(xiàn)某研究領(lǐng)域或?qū)W科研究現(xiàn)狀、辨識研究領(lǐng)域內(nèi)重要的學(xué)者與期刊、勾畫研究領(lǐng)域的知識結(jié)構(gòu)以及追蹤領(lǐng)域發(fā)展的動態(tài)趨勢等方面發(fā)揮了重要的作用，已得到學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注和認(rèn)可[5]。本文主要采用共詞分析和社會網(wǎng)絡(luò)分析法[6-8]進(jìn)行文獻(xiàn)計量分析。

本文采用Bibexcel、Ucinet和NetDraw軟件[9-10]，對發(fā)文時間、載文期刊、核心作者、核心機(jī)構(gòu)、關(guān)鍵詞等數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，利用NetDraw生成共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)知識圖譜。

3 結(jié)果與分析

3.1 發(fā)文時間分布

從林火遙感領(lǐng)域研究文獻(xiàn)的年度分布狀況可以看出(圖1):1999—2018年，國內(nèi)外林火遙感文獻(xiàn)整體呈現(xiàn)穩(wěn)步上升趨勢;國際上林火遙感領(lǐng)域的研究出現(xiàn)階梯性增長，增長速率較快，相較而言國內(nèi)增長速率偏慢。

圖1 1999—2018年林火遙感研究文獻(xiàn)分布情況

3.2 載文期刊

在 1 638 篇SCI文獻(xiàn)中，REMOTESENSINGOFENVIRONMENT期刊載文量最多，達(dá)278篇。在排名前8的期刊中，主要以遙感、林業(yè)、生態(tài)類期刊為主(表1)。

在219篇國內(nèi)文獻(xiàn)中，載文量最多的是《遙感技術(shù)與應(yīng)用》、《森林防火》，分別刊登了8篇相關(guān)論文。載文量排名前13的期刊中，遙感相關(guān)的期刊5種，林業(yè)相關(guān)的期刊6種(表2)。

3.3 作者及發(fā)文機(jī)構(gòu)分布

在 1 638 篇SCI論文中，美國作者及機(jī)構(gòu)發(fā)表774篇，占據(jù)整個林火遙感研究的半壁江山，說明美國在林火遙感研究中具有超強(qiáng)研究實力。中國排名第7，參與發(fā)表的論文92篇(圖2)。

表1 國際林火遙感發(fā)文量前8名的期刊

表2 國內(nèi)林火遙感發(fā)文量前13名的期刊

圖2 1999—2018年WOS收錄林火遙感文獻(xiàn)發(fā)文量前10的國家

國際林火遙感研究排名前7的作者中(表3)，西班牙Univ Alcala De Henares的學(xué)者CHUVIECO E發(fā)文量最多，前7名中有4名都是美國學(xué)者，進(jìn)一步說明美國在林火遙感領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。國內(nèi)作者發(fā)文量整體偏少，只有胡海清和孫龍2位學(xué)者發(fā)文量為2篇，其余學(xué)者發(fā)文量為1篇。說明中國學(xué)者在林火遙感領(lǐng)域研究還不夠深入，研究團(tuán)隊還不夠成熟，沒有形成團(tuán)隊優(yōu)勢。

表3 國際高頻核心作者統(tǒng)計(發(fā)文量≥21篇)

國內(nèi)林火遙感研究領(lǐng)域，219篇文獻(xiàn)共有501個作者，平均每人發(fā)文0.44篇。其中發(fā)文1篇的作者有399人，占作者總數(shù)的79.6%。洛特卡定律認(rèn)為某一學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)發(fā)表1篇論文的作者占比大約為60%，而本研究中發(fā)表1篇論文的作者占比為79.6%，遠(yuǎn)高于理論值，說明該研究領(lǐng)域作者隊伍不夠穩(wěn)定，研究者多而散，研究不夠深入。統(tǒng)計得出4篇以上文獻(xiàn)的作者有14人，占比為2.8%(表4)。

H指數(shù)是2005年由美國科學(xué)家HIRSCH J E提出，用來測評作者成功度的指標(biāo)之一，H指數(shù)超過13就可被認(rèn)為是一位相當(dāng)成功的研究者[11]。由此可知，發(fā)文量前14位的作者中有7位是在本領(lǐng)域相當(dāng)成功的研究者，且6位都是中國林業(yè)科學(xué)研究院的研究員，說明中國林業(yè)科學(xué)研究院在國內(nèi)林火遙感領(lǐng)域的研究獨(dú)占鰲頭，團(tuán)隊優(yōu)勢明顯。

表4 國內(nèi)高頻核心作者統(tǒng)計(發(fā)文量≥4篇)

圖3 國內(nèi)高頻核心作者共現(xiàn)知識圖譜

圖中符號的大小代表的是中心度，線條的粗細(xì)代表的是合作的頻率。其中覃先林、李增元中心度較高，說明他們具有較廣的學(xué)術(shù)圈和人脈圈，與他們合作的人較多。其次，圖中根據(jù)作者的合作關(guān)系形成了網(wǎng)絡(luò)圖，網(wǎng)絡(luò)中的子群數(shù)量有4個，其中最大的群體是以覃先林、李增元為核心的研究團(tuán)隊，出現(xiàn)了網(wǎng)狀交叉，說明合作較密切；其余大部分作者合作關(guān)系較為單一，主要是同事之間、師生之間的合作?？傮w來說，林火遙感領(lǐng)域?qū)W術(shù)合作還不夠緊密，有待進(jìn)一步加強(qiáng)跨學(xué)科、跨機(jī)構(gòu)、跨“學(xué)緣”的合作。

在 1 638 篇SCI論文中，國內(nèi)機(jī)構(gòu)發(fā)文量最多的分別是中國林業(yè)科學(xué)研究院，共計7篇，東北林業(yè)大學(xué)，共計5篇，其余機(jī)構(gòu)發(fā)文量均為1篇。在對國內(nèi)發(fā)文機(jī)構(gòu)進(jìn)行統(tǒng)計的過程中，對機(jī)構(gòu)名稱進(jìn)行整理，包括簡稱改為全稱，去掉次級機(jī)構(gòu)名稱。統(tǒng)計分析得出發(fā)文量前12名的發(fā)文機(jī)構(gòu)見表5。

表5 國內(nèi)發(fā)文機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(發(fā)文量≥5篇)

國內(nèi)發(fā)文量前3的機(jī)構(gòu)為中國林業(yè)科學(xué)研究院、西南林業(yè)大學(xué)、東北林業(yè)大學(xué)，分別為19篇、9篇、8篇?？梢钥闯觯袊謽I(yè)科學(xué)研究院在林火遙感領(lǐng)域的研究處于核心引領(lǐng)地位；西南林業(yè)大學(xué)近幾年的發(fā)文量穩(wěn)步上升，但還未形成穩(wěn)定的研究團(tuán)隊，高質(zhì)量論文較少，這個結(jié)論與WOS數(shù)據(jù)分析結(jié)果一致。

國內(nèi)高頻發(fā)文機(jī)構(gòu)的合作脈胳顯示(圖4)：研究機(jī)構(gòu)合作主要以中國林業(yè)科學(xué)研究院和中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所為中心，包括國家林業(yè)局森林防火預(yù)警監(jiān)測信息中心、中國資源衛(wèi)星應(yīng)用中心等，形成了一個鏈狀合作圖；其次浙江省水利河口研究院與清華大學(xué)、成都信息工程大學(xué)與四川省農(nóng)業(yè)氣象中心有一定學(xué)術(shù)交流，形成了2個點(diǎn)對點(diǎn)式的交流團(tuán)體。圖中節(jié)點(diǎn)和連線數(shù)量都較少，未形成網(wǎng)絡(luò)，說明林火遙感領(lǐng)域合作交流不夠頻繁。林火遙感的核心力量是2個較大的科研院所，學(xué)校在此領(lǐng)域的研究有待進(jìn)一步增強(qiáng)。

圖4 國內(nèi)高頻發(fā)文機(jī)構(gòu)共現(xiàn)知識圖譜

3.4 被引頻次

被引量是反映論文影響力大小的一項重要指標(biāo)。論文被引量越大，說明論文受關(guān)注的程度越大，論文的質(zhì)量越高。HANSEN M C撰寫的High-ResolutionGlobalMapsof21st-CenturyForestCoverChange，引用次數(shù)高達(dá) 2 640 次，究其原因，一是論文水平較高，二是論文涉及的研究領(lǐng)域較廣。引用量前5的論文主要研究領(lǐng)域為森林覆蓋變化、火災(zāi)強(qiáng)度、火災(zāi)排放、災(zāi)后評估與監(jiān)測，說明這4個方向是國際林火遙感研究的熱點(diǎn)和前沿(表6)。

表6 1999—2018年國際林火遙感研究被引次數(shù)前5的文獻(xiàn)

1999—2018年國內(nèi)被引量前10的論文統(tǒng)計結(jié)果顯示(表7)：從被引量來看，覃先林在林火遙感領(lǐng)域的貢獻(xiàn)度較高，有2篇高引論文；研究的熱點(diǎn)和重點(diǎn)集中在林火的識別監(jiān)測研究、火險區(qū)劃研究。總的來說，文獻(xiàn)的被引量還不夠高，說明關(guān)注度不夠，研究深入度不夠。研究的熱點(diǎn)、前沿還未與國際接軌，有待于進(jìn)一步地發(fā)展和深入。

3.5 關(guān)鍵詞

關(guān)鍵詞是文章主要內(nèi)容的提煉和濃縮，對關(guān)鍵詞分析有助于從內(nèi)容上理解和把握本領(lǐng)域的認(rèn)知框架。在提取關(guān)鍵詞時需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗和整理，把同名關(guān)鍵詞的中英文進(jìn)行合并處理，如把RS改為遙感，把GIS改為地理信息系統(tǒng)；把相同、相近含義的關(guān)鍵詞進(jìn)行合并處理，如衛(wèi)星遙感、遙感技術(shù)統(tǒng)一改為遙感，林火監(jiān)測、監(jiān)測統(tǒng)一合并到森林火災(zāi)監(jiān)測。統(tǒng)計得出，在217篇文獻(xiàn)中共出現(xiàn)了456個關(guān)鍵詞，其中只出現(xiàn)一次的有368個關(guān)鍵詞，可見本領(lǐng)域研究內(nèi)容比較豐富，涉及范圍較大。除了參與搜索的關(guān)鍵詞外，森林火災(zāi)監(jiān)測出現(xiàn)次數(shù)最高，說明遙感在林火研究中廣泛深入應(yīng)用于林火監(jiān)測方向；排名第2的是地理信息系統(tǒng)，說明遙感的應(yīng)用不是單一的，多數(shù)是以3S集成的方式應(yīng)用于林火研究；排名第3的是MODIS,說明MODIS數(shù)據(jù)大量應(yīng)用于林火研究(表8)。

表7 1999—2018年國內(nèi)林火遙感研究被引次數(shù)前10的統(tǒng)計分析

通過Bibexcel軟件對林火遙感領(lǐng)域內(nèi)排名前23的高頻關(guān)鍵詞進(jìn)行提取和統(tǒng)計，利用NetDraw生成關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)知識圖譜(圖5)。

除去參與搜索的3個關(guān)鍵詞，中心度較高的關(guān)鍵詞為森林火災(zāi)監(jiān)測和森林防火，這是國內(nèi)林火遙感領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。同時也說明遙感在森林火災(zāi)監(jiān)測和森林防火中的應(yīng)用比較深入和廣泛，研究人員多，技術(shù)較為成熟。

4 結(jié)論與討論

本文采用文獻(xiàn)計量方法對1999—2018年WOS、萬方和CNKI數(shù)據(jù)庫中有關(guān)林火遙感的研究文獻(xiàn)進(jìn)行統(tǒng)計分析，得出幾點(diǎn)結(jié)論。

表8 高頻關(guān)鍵詞統(tǒng)計(≥6)

1)從國際視野來看：論文發(fā)表數(shù)量呈現(xiàn)穩(wěn)步上升的趨勢，發(fā)展趨勢較快；REMOTESENSINGOFENVIRONMENT是載文量最多的期刊，達(dá)278篇；美國的研究機(jī)構(gòu)、作者和發(fā)文量均遙遙領(lǐng)先，發(fā)文量為774篇，達(dá)全部發(fā)文量的47.2%；西班牙Univ Alcala De Henares的科學(xué)家CHUVIECO E是發(fā)文量最多的作者，一共參與發(fā)表了39篇論文；HANSEN M C撰寫的High-ResolutionGlobalMapsof21st-CenturyForestCoverChange引用次數(shù)高達(dá) 2 640 次；國際林火遙感熱點(diǎn)集中于森林覆蓋變化、火災(zāi)強(qiáng)度、火災(zāi)排放、災(zāi)后評估與監(jiān)測；中國在林火遙感領(lǐng)域的研究相對還比較滯后，研究團(tuán)隊不足，發(fā)文量較少，缺乏高影響力論文。

2)從國內(nèi)研究現(xiàn)狀來看：論文發(fā)表數(shù)量呈現(xiàn)穩(wěn)步上升的趨勢，但速度較平緩；《遙感技術(shù)與應(yīng)用》、《森林防火》等期刊是該研究領(lǐng)域的主要載體；中國林業(yè)科學(xué)研究院是核心研究機(jī)構(gòu)，在行業(yè)內(nèi)有引領(lǐng)帶頭作用；覃先林、李增元是林火遙感領(lǐng)域研究的佼佼者,學(xué)術(shù)圈較廣；文獻(xiàn)的被引量總體不夠高，說明該研究領(lǐng)域的關(guān)注度還不夠，研究深入度不夠。

3)從國內(nèi)網(wǎng)絡(luò)知識圖譜分析中看：林火遙感研究領(lǐng)域有4個較穩(wěn)定的研究團(tuán)隊，其中以覃先林、李增元為核心的研究團(tuán)隊成果較多，影響力最大，處于研究領(lǐng)域的核心位置；研究機(jī)構(gòu)以中國林業(yè)科學(xué)研究院為中心，形成一定的鏈狀合作，但總體來說合作交流不夠頻繁，有待于建立進(jìn)一步跨區(qū)域、跨學(xué)科的協(xié)同研究機(jī)制與平臺；從高頻關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析中看出，林火遙感領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)集中于森林火災(zāi)監(jiān)測和森林防火，其中遙感在森林火災(zāi)監(jiān)測中的應(yīng)用最成熟，研究內(nèi)容最多，3S集成提取火險因子，進(jìn)行火險區(qū)劃，輔助森林防火研究的內(nèi)容最廣泛，涉及的領(lǐng)域多，未來會有更深入廣泛的研究。

圖5 高頻關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)知識圖譜

遙感作為一種快速獲取地表數(shù)據(jù)的工具，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，并取得了傲人的成果。遙感與林火的結(jié)合，無疑給林火研究提供了千里眼，在林火監(jiān)測、森林火險區(qū)劃、火燒跡地提取、氣象因子提取等方面都做出了突出的貢獻(xiàn)。但就現(xiàn)狀而言，國內(nèi)成熟的研究團(tuán)隊還是太少，核心研究者數(shù)量不夠，研究者與機(jī)構(gòu)跨學(xué)科、跨平臺的交流有待加強(qiáng)，基金支持力度和高水平科研文獻(xiàn)不夠，有待于進(jìn)一步深入的合作和交叉。研究熱點(diǎn)與方向上，需要向國際看齊，在火災(zāi)強(qiáng)度、林火排放、災(zāi)后動態(tài)監(jiān)測、森林覆蓋變化監(jiān)測等方面多投入研究力量。