植物病虫害无人机遥感研究文献计量分析

孙红梅

（兴义民族师范学院， 贵州 兴义 562400）

无人机遥感，即在无人驾驶的飞行器上面搭载传感器进行遥感，是基于预先设定的飞行航线进行自动化、智能化、专题化空间遥感信息采集的一种实用技术[1]。近年来，随着遥感技术的发展，植物病虫害遥感监测与防治的研究与应用也逐渐开展起来。受平台高度及重访周期等方面的限制，卫星遥感成像空间分辨率及监测频率难以满足植物病虫害监测的需求。与之相比，无人机遥感的远程侦测方法更安全、部署更弹性，成本也相对较低，可以在数十平方公里范围内工作，能为植物保护、监测预警等方面提供良好的技术支持[2]。本文基于中国知网（CNKI）对无人机遥感在植物病虫害中的研究和应用的文献进行统计分析，明确研究现状，旨在为运用无人机遥感服务于植物病虫害研究的科研和森林经营与保护人员提供参考。

1.数据来源与方法

本文以中国知网（CNKI）文献数据库为数据源，分别设置检索条件：（1）(主题=中英文扩展(无人机）（精确匹配）,专辑导航：全部；数据库：文献（跨库检索）；（2）(主题=中英文扩展（无人机）并且主题=中英文扩展（病虫害）(精确匹配)，专辑导航：全部；数据库：文献（跨库检索）。并依据查询结果的学科领域、发表年度、资源类型、文献来源等进行统计分析。

2.数据分析

（1）发表年度数量分析

图1 无人机研究文献的数量与时间分布（左）、病虫害无人机遥感研究文献的数量与时间分布（右）

无人机遥感在植物病虫害方面的研究和应用起步较晚，2010年才开始有相关的成果，为便于进行对比分析，本文仅选取近十年的研究成果。无人机近十年的研究文献总数为10728篇；而无人机病虫害遥感方面的研究和应用文献仅为95篇，其在病虫害监测、植物保护方面的研究和应用远远落后于无人机技术本身的发展水平。但两者的发展趋势（文献数量走势）有较大的相似性，从2016年开始爆发的增长，且在2018的预测值中表现出增速放缓的趋势。无人机遥感在病虫害监测、防治方面的研究文献在2010-2017年可以明显在划分为三个阶段，第一阶段为2010-2012年，年均文献2篇，且无明显波动，为该领域研究的初期；第二阶段为2013-2015年，年均发表文献量较第一阶段明显增加，保持在年均10篇左右，有少许波动；第三阶段为2016至今，这个阶段研究成果呈现出逐年递增的趋势，预计2018年文献量为38篇。说明随着无人机技术日益成熟，无人机应用的优势突显，相关的研究和应用也快速增加。

（2）学科领域分布

图2 病虫害无人机遥感研究文献的学科分布

病虫害无人机遥感是一个比较具体的研究领域，但是根据文献的学科分布图，近年来文献涉及多个学科：植物保护、农业工程、林业、农业经济、园艺等。其中植物保护方面的研究主要是针对水稻、小麦等农作物的病虫害防治及田间管理[4-7]，森林病虫害的防治也有少数文献涉及[8-10]；农业工程领域的文献成果远多于林业方面的成果，说明林业作为一个粗放型的学科，虽然在运用无人机遥感方面也做了一些尝试和研究，但还远远不够；此外，园艺、资源科学等领域也有无人机遥感的应用。说明植物病虫害无人机遥感具有多方面的应用，对人类的生产生活起着重要的作用。需要说明的是，这里各学科的文献数量总和是大于文献总数的，因为部分文献成果属于多学科交叉性研究成果，同时归属于两个甚至多个学科。

（3）资源类型分析

图3 病虫害无人机遥感研究文献的类型分布

根据对文献资源类型的统计可以看出，从2010年至今，无人机遥感在植物病虫害监测与防治上的研究文献共计95篇，其中，期刊论文数量最多，占比为76.8%；学位论文（硕士、博士）次之，占比14.7%；之后依次是国内会议4.2%、报纸3.2%、教育期刊1.1%，没有这方面的专利成果。说明无人机遥感在植物病虫害监测中的研究和应用依然任重道远，还需要依据实践经验，修正和优化理论研究，探寻更科学的服务手段和方法。

图4 病虫害无人机遥感研究文献来源期刊

根据统计分析得出：文献期刊出处共44处，期刊论文总量为73篇。根据文献分散规律——布拉德福定律，如果将一定时间内的按某学科登载文量等级排列的期刊划分为三个区，使每一个区所包含相关论文数量相等，即恰好等于全部期刊发表的该学科文章总数的1/3，则便可以发现：第一区（核心区）所涉及的文章来自数量不多但效率最高的n1种期刊；第二区（相关区）包括数量较大、效率中等的n2种期刊；第三区（外围区）包括数量最大而效率最低的n3种期刊[3]。

可以认为发表文献量占总文献量1/3左右的期刊是该类主题的核心区期刊，在本项研究中载文量总和为24篇左右的期刊即为核心区期刊，包括了《农业与技术》、《农药市场信息》、《农业工程技术》、《河南农业》、《农机化研究》、《山东农机化》、《当代农机》、《营销界（农资与市场）》、《南方农机》等九种期刊。这些期刊多为农机类研究及应用的期刊，且仅有《农机化研究》为中文核心期刊，说明这方面研究及应用多在农机领域，对于林业病虫害的无人机遥感应用还较少，而且研究的深度和影响力均不够，需要进一步结合遥感技术、无人机技术及植物保护的应用实际，为高效植保、病虫害监测及防治提供技术支持。

（4）作者及机构分析

表1 病虫害无人机遥感文献主要作者及机构

病虫害无人机遥感方面发表论文超过2篇的共有5人，其中发表最多的为茹煜（3篇），说明该方面的研究还没有形成具有大量文献成果的作者群，该领域的研究时间还较短，理论、技术还不够成熟，还需要继续大量的投入研究。相应的，刊载量超过2篇的机构只有4个，主要为农林院校及相关业务部门，共计发文11篇，仅占文献总量的12%。可见，这方面的研究机构太过分散，没有体系化的研究成果。此外，根据研究层次分布统计：该类文献集中在自然科学的工程技术研究方面（46篇，50.55%），而基础与应用基础研究及专业实用技术方面虽有涉及，但成果量明显少于工程技术方面。在以后的发展中，需要建立起产、学、研一体化的科学平台，谋求项目推动式发展，在对无人机技术的研究和优化的基础上，让技术落地、务实，具体应用到各个生产生活领域中去，同时也促进无人机遥感自身的完善和发展。

3.结论与讨论

无人机的发展非常迅速，各行业领域也都争相谋求与无人机技术的融合发展。我国的农林业卫星遥感已经有了一定的研究基础和成果，包括作物长势监测、病虫害监测、森林火灾监测等方面。但是无人机遥感在农林业领域的应用起步比较晚，尤其是在病虫害监测与防治方面，研究文献少、影响因子低，但是无人机遥感作为低空遥感的主要方式可以为精准农业、精细林业提供有力的技术支持，因此还有广泛的研究潜力和发展空间。

通过文献计量分析可以定量地对研究领域的文献规律及技术发展趋势进行预测，以便于对文献进行科学化管理。但是，由于本文是基于中国知网（CNKI）文献数据库进行分析，可能存在部分研究成果没有录入数据库或不公开发表的可能性，因而存在统计偏差。同时，由于学科发展的综合性、交叉性及复杂性，利用文献计量分析的方法只能对该领域的现状及发展规律做出比较粗略的分析和度量，结论仅作为专业人员进行学科研究和应用的参考。