基于CiteSpace的我国智慧农业研究可视化分析

杨永靖，刘 伟

（江苏联合职业技术学院徐州经贸分院，江苏 徐州 221004）

1 研究设计

1.1 研究方法与工具

使用Excel对选取的研究文献从数量、发表年度、期刊、作者和研究机构等角度进行统计分析，通过CiteSpace v5.7.R5W知识图谱软件对我国智慧农业研究领域的文献关键词进行共现图谱、聚类图谱和突现情况分析，揭示我国智慧农业研究领域的研究现状、热点和方向。

1.2 研究资料来源

研究资料来源于中国知网（期刊文献数据库），针对研究内容制定检索策略如下：选择“高级检索”，检索条件为“主题=智慧农业”，取消勾选“中英文扩展”，选择“学术期刊”，其他按知网默认设置。共检索到2535篇文献，去除510篇无作者、资讯报道、书评等文献后，最终获得2025篇（检索时间为2021年3月13日）有效文献，其中北京大学图书馆“中文核心期刊”文献153篇。

1.3 研究步骤

首先，确定检索策略后对检索结果进行甄别和筛选，确定有效文献即研究范围；其次，对有效文献进行梳理，对其数量、年度、期刊、作者、研究机构和文献被引等进行统计，分析我国智慧农业领域的研究现状；最后，借助CiteSpace v5.7.R5W软件，可视化分析我国智慧农业研究领域2025篇文献的关键词，揭示我国智慧农业的研究热点及趋势。

2 研究现状分析

2.1 文献发表年度分析

2009至2021年十三年间，关于我国智慧农业方面的文献总量从时间维度的分布如图1所示，总体呈现稳步增加的态势，年均近156篇。经检索，周国民[1]于2009年发表的《浅议智慧农业》是我国最早涉及智慧农业领域研究的学术论文。中国农业大学李道亮[2]于2012年发表的《物联网与智慧农业》一文，从物联网与智慧农业的内涵、农业物联网体系架构、关键技术、应用现状和发展对策与建议等方面进行了研究和探讨。此后，关于智慧农业的研究成果逐年快速增加，并在2020年文献数量达到峰值，由此可见，智慧农业的研究和应用，在我国正处于快速发展时期。2020年我国研究者共发表了594篇智慧农业领域的论文，其中北京大学图书馆“中文核心期刊”文献59篇，占北京大学图书馆“中文核心期刊”文献总量的38.56%，论文数量增幅较大、论文质量提升显著。可以预见，未来智慧农业研究将持续成为智慧农业研究者关注的焦点。

图1 我国智慧农业研究文献发表年度分布图

2.2 主要来源期刊分析

选取发文量≥22的主要来源期刊共14本（见图2），包括《江苏农业科学》《农业工程技术》《物联网技术》《农村经济与科技》和《现代农业科技》等。其中，涉农类刊物有13本，占比92.86%，这证明涉农类期刊是刊登我国智慧农业研究成果的主要载体。由图2可以看出，我国智慧农业研究论文主要发表在《农业工程技术》《农村经济与科技》和《现代农业科技》上，三者对我国智慧农业研究成果的载文量占主要来源期刊该研究领域总载文量的35.27%，表明三者是研究者进行我国智慧农业交流的主要平台。

图2 我国智慧农业研究主要来源期刊发文量统计图

2.3 核心作者分析

经统计，智慧农业领域发文量最多者为7篇。按普莱斯定律，把N=0.749、Umax=7带入计算可知，该领域核心作者最低发文约2.29篇，即发文量高于2篇的作者可视为该领域的核心作者[3]。该领域接近82.46%的研究者仅发表了1～2篇智慧农业相关文章，表明该领域的核心作者偏少、平均论文产出率需提高。

选取发文量≥4的研究者共12人（见表1）。由表1可知，发文量最高的是李道亮、郑飞翔、孙忠富和杜克明，4人均发表7篇，其次是黄海龙（6篇），赵春江、马浚诚、张伟和王红玲（5篇）等；从合作来看，中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所的郑飞翔、孙忠富、杜克明和马浚诚4人共合作发表5篇该领域论文；从被引频次角度，中国农业大学的李道亮位居首位，篇均被引56次，其次是郑飞翔（47次）、孙忠富（47次）、杜克明（47次）、王儒敬（21次）等；从研究者所属研究领域看，所有研究者都涉及农业或计算机软件及计算机应用领域，83.3%的研究者涉及农业领域、83.3%的研究者涉及计算机软件及计算机应用领域。

表1 我国智慧农业研究主要研究作者统计

2.4 主要研究机构分析

选取发文量≥4篇的研究机构共13家（见表2），包括辽宁省农业发展服务中心、江西财经大学、中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所等，各机构发文总量差距不大，辽宁省农业发展服务中心的研究成果有9篇，位居第一，其次是江西财经大学（7篇）；从研究机构性质看，包括7家高校，5家农业研究所和农业发展中心，以及1家有限公司；从首次发文年份角度，重庆理工大学两江人工智能学院的研究开始得最早（2009年），是我国智慧农业研究的开创性机构；在机构间的合作方面，各研究机构间联系稀疏[1]，学术研究方面的合作和交流有待增强。

表2 我国智慧农业研究主要研究机构统计

2.5 文献被引分析

选取被引频次≥59的文献共11篇（见表3）。从表3可以看出，李道亮的《物联网与智慧农业》被引频次为341，位居榜首，其次是孙忠富、杜克明、郑飞翔和尹首一[4]合作的《大数据在智慧农业中研究与应用展望》（294次）；从研究内容方面，有10篇研究成果涉及物联网技术在农业生产中的应用，可见物联网技术在智慧农业中扮演着至关重要的角色，也是该领域研究的主要方向。这些高被引文献为我国智慧农业的发展和研究做出了重要贡献。

表3 我国智慧农业研究高被引文献统计

3 研究热点及趋势分析

关键词在很大程度上体现了文章的关键内容及研究方向。通过对所研究领域的文献关键词进行共现分析、聚类分析及突变分析，有助于研究者快速把握该领域的研究热点和趋势[5]。

3.1 我国智慧农业研究热点分析

使用CiteSpace v5.7.R5W软件对2025篇智慧农业领域的文献关键词进行可视化分析，具体设置如下：时间切片设置为“2009-2021”、切片为1，节点类型选择“Keyword”，其他按软件默认设置。在得到的关键词共现网络图谱（见图3）中，该网络图谱共有560个节点、1988条连线、密度为0.0127。

图3 2009-2021年我国智慧农业研究关键词共现网络图谱

在文献统计中，某一研究领域出现频次较高的关键词，一般可视为该领域的研究热点。为准确把握我国智慧农业的研究热点，表4列出共现词频较高的高频关键词、频次、中心性及首现年份。频次超过50的关键词有9 个：“智慧农业”“物联网”“物联网技术”“大数据”“农业物联网”“农业”“乡村振兴”“农业大数据”和“农业信息化”，可以判定这些高频关键词是我国智慧农业研究领域的热点，其中“智慧农业”和“物联网”的中心性大于0.1，表明其重要性较高。

表4 2009-2021年我国智慧农业研究关键词聚类网络图谱

经过自动聚类和K聚类，得到关键词聚类网络图谱（见图4）。图谱中Modularity Q 为0.4336（大于0.3），说明聚类效果较好；Mean Silhouette的分值为0.7178（大于0.5），说明聚类结果是合理、可信的。聚类后的关键词按照规模被分为13类：#0问题、#1智慧农业、#2物联网、#3农业物联网、#4 nb-jot、#5农业大数据、#6农业供给侧结构性改革、#7农业装备、#8乡村振兴、#9农业电子商务、#10无人机、#11移动信息化和#12气候智慧型农业。

图4 我国智慧农业高频关键词频次和中心性统计表

3.2 我国智慧农业研究趋势分析

设置Minimum Duration=1，得到2009-2021年我国智慧农业研究关键词突现情况（见表5），从时间维度展示了我国智慧农业研究的演进过程，这些突现词既代表了当前阶段的研究热点，也将会是未来的研究方向。其中，“互联网+”突现强度最大，为6.26，其次为“农业供给侧结构性改革”（6.02）、“乡村振兴”（5.88）、“农业装备”（4.25），其他关键词突现强度均在2～4之间。突现持续周期最长的是“低功耗”，长达6年，其次是“现代农业发展”（4年）、“土壤温湿度”（4年）和“实时监测”（4年）。从突现词的年度分布来看，2017年突现词最多（5个），其次是 2009、2013、2014、2019年（3个）；另外，2010-2012年和2018年这4年没有突现词，2010-2012年处于该研究领域的萌芽和起步阶段，研究成果较少、缺乏有效关注，而2018年是由于2017年是产生突现词最高的年份，需要消化和吸收的时间。至今仍在持续的突现词有4个：“乡村振兴”“数字乡村”“智能农机”和“无人机”，这些突现词代表了近几年该领域的研究热点，也揭示了未来的研究方向。

表5 2009-2021年我国智慧农业研究领域突现词

4 研究结论

本文以2009-2021年知网中2025篇我国智慧农业文献为研究对象，研究结果显示：

（1）我国最早涉及智慧农业研究的学术论文是周国民发表的《浅议智慧农业》。十三年期间，我国年刊发智慧农业方面的文献在总体上呈现稳步增加的态势，并在2020年达到峰值，年发表594篇，论文质量也显著提高，这表明我国智慧农业研究和应用正处于快速发展阶段，该领域的研究将持续成为研究者关注的焦点。涉农类期刊是研究者交流智慧农业研究成果的主要载体。该领域的核心作者偏少、平均论文产出率有待提高。该领域的大部分研究者都涉及农业相关领域或计算机软件及计算机应用领域。产生了一批高被引文献，对该领域的研究起到积极的引导和推动作用。

（2）关键词聚类效果较好，共生成13个聚类。有9个关键词频次超过50：“智慧农业”“物联网”“物联网技术”“大数据”“农业物联网”“农业”“乡村振兴”“农业大数据”和“农业信息化”，这些关键词可视为我国智慧农业研究领域的热点。

（3）关键词“互联网+”的突现强度最大（6.26），突现持续周期最长的是“低功耗”（6年），突现词出现最多的年份是2017年（5个）。至今仍在持续的突现词有“乡村振兴”“数字乡村”“智能农机”和“无人机”等，这些突现词既代表该领域当前的研究热点，也将成为未来的研究方向。