基于CiteSpace的国内智慧农业研究热点与趋势分析*

孙丽萍，王 锋，刘西允

（1.山东省枣庄市农业科学研究院，山东 枣庄 277800；2.枣庄职业学院，山东 枣庄 277800）

2021年年初，中共中央办公厅发布的“一号文件”明确提出，乡村振兴过程中要实施数字乡村建设工程，就要大力发展智慧农业，建立农业大数据管理体系，推动新一代信息技术与农业生产经营深度融合[1]。因此，未来的智慧农业发展方向应具体包括智能监测和诊断系统、智能节水灌溉系统、智能农业物联网、智能预测和管理系统的建设和应用等多个方面[2]。近年来，我国也极力推动“互联网+农业”工程，积极应用云计算、大数据、移动互联网等现代信息技术，发展智慧农业、提高农业智能化水平[3]。集约化、现代化、专业化和组织化等多位一体的智慧农业发展模式，主要是通过创新资源要素的高效配置，推动“产学研”相互融合的科学研究效率，培育现代农业生产经营体系中的新型经营主体和农民企业家，最终实现多方共赢和可持续发展的“三农”目标[4]。目前，智慧农业相关研究方面综述的文献数量较少，特别是有关利用文献计量与可视化方法方面的文献综述更是少见。因此，本文基于CiteSpace文献数据分析软件对中国知网（CNKI）知识数据库中有关智慧农业研究文献进行可视化分析，研究结论可以为智慧农业领域研究提供一定的借鉴和参考。

1 数据来源与研究方法

1.1 数据来源

本文选择中国知网（CNKI）数据库中的“中文核心”和“CSSCI”期刊，时间设置为起始年至2021年，其他选项设置为系统默认，以“智慧农业”为主题词进行精确检索。共检索到相关文献346篇，根据研究设计的标准和需要，去除与主题无关、无作者信息、编者按、会议通知和报道、相关研究单位介绍等与研究设计不符的文献以及期刊征稿启事等文献，最终共获得样本论文284篇。最后，以Refworks格式全部导出其题录数据，并以“download_001”为文件名保存为“txt”格式文件。

1.2 研究方法

本文选择CiteSpace 5.7.R2（64-bit）文献数据可视化分析工具，首先将之前导出的“download_001.txt”文件数据，利用CiteSpace分析软件转换为CiteS－pace 5.7.R2可识别的WOS格式。然后对CiteSpace 5.7.R2文献可视化分析软件进行参数设置，时间切片为2年，时间为2011-2021年，分析选项设置为“Keyword”（关键词），阈值以及其他设置为系统默认设置。

2 研究热点可视化分析

2.1 数据可视化

运用CiteSpace 5.7.R2文献数据可视化软件，分析智慧农业领域相关文献中的关键词共现情况，生成可视化知识图谱（见图1），其中热点关键词为304个，共有140个关键词节点，185条节点连线，知识图谱共现网路的网络密度为0.0179。在共现知识图谱中，关键词节点的大小，表示该关键词出现频次的高低，其节点越大，该关键词出现的频次越高，这进一步说明该关键词为该研究领域的研究热点。据此可知，智慧农业领域的研究热点为：智慧农业、物联网、气候智慧型农业、大数据、乡村振兴、农业现代化、农业物联网和无线传感器网络等。

在智慧农业研究领域文献关键词共现网络分析基础上，选择工具栏中的“Find clusters”选项，进行关键词聚类。聚类算法为LLR，得到智慧农业领域研究文献关键词聚类知识图谱（见图2）。共得到8个聚类结果，即为当下智慧农业领域研究热点主题，具体包括：智慧农业、物联网、乡村振兴、信息化、互联网+农业、无线传感器网络、数字经济、气候智慧型农业和第三次工业革命等九类。

2.2 研究热点主题分析

2.2.1 聚类热点关键词分布

智慧农业研究领域文献关键词共现知识图谱及其聚类知识图谱，可视化反映了该研究领域的热点及其主题情况。从每一个研究主题所包含的热点关键词情况来看，智慧农业聚类具体包含智慧农业、实现途径、关键技术、实时监测、通信节点、网格型农业物联网、Web应用、资源封装、SOA网格技术和信息集成等关键词；物联网聚类具体包含物联网、农业大数据、农业经营主体、农业科技、资源整合、人工智能、生产方式变革、农业生产方式和农业发展模式等关键词；乡村振兴聚类具体包含乡村振兴、产学官合作机制、开放式创新、产业融合、农业政策、现代农业、智慧农机、农业机械化和农机社会化服务等关键词；信息化聚类具体包含信息化、农业现代化、农业物联网、信息感知和科技支撑等关键词；互联网+农业聚类具体包含互联网+、都市农业、大都市经济圈、农产品批发市场、农村信息、智慧农业、智慧城市、电子商务和农产品批发市场等关键词；无线传感器网络聚类具体包含无线传感器网络、智慧农业、压缩传感、光载无线交换、远程监控、分析平台和光载无线交换等关键词；数字经济聚类具体包含数字经济、精准农业、农业遥感、数字农业、3S技术、T-i框架、产业与治理数字化和数字产业化等关键词；气候智慧型农业聚类具体包含气候智慧型农业、气候变化、温室气体、西南地区、粮食安全和气候变化等关键词；第三次工业革命聚类具体包含第三次工业革命、可再生能源、新型城镇化、三农问题和绿色农业等关键词。

2.2.2 聚类主题分析

为了进一步了解当前智慧农业研究热点主题情况，本文选择了位于前5项的聚类主题进行详细分析。

第1项聚类为智慧农业，该聚类研究主要是针对智慧农业的实现路径以及关键技术所关注的主要问题进行了深入探讨。具体的实现路径是通过加快现代信息技术（物联网和人工智能等）与农业产业深度融合，建立覆盖一定区域范围的智慧农业现代综合服务信息系统，在大田种植和管理、园艺设施建设和维护、畜禽水产养殖和深加工等产业领域，探索和培育一套较为成熟的智慧农业发展新模式，逐步实现农业生产智能化、经营管理数据化和产业服务网络化[5]。因此，要结合智慧农业高效与精准的特点，集物联网、云计算和人工智能等关键技术，打造符合我国智慧农业通用信息技术体系，最终实现我国农业产业生产经营的智慧化[6]。

第2项聚类为物联网，该聚类探讨的是物联网、大数据利用和农业产业生产方式变革等问题的研究。农业物联网是一种用于连接农业生产过程中“人-机-物”的现代智能化网络，它是物联网信息技术在农业产业生产领域应用的进一步延伸，有力地促进了农业生产方式转型升级和创新应用，将农业产业的全生产要素、全生产过程和全管理系统进行信息资源的有效整合，进而实现农业产业的可持续发展和信息化、智能化[7]。我国是历史悠久的农业大国，依托物联网技术手段实现农业现代化，可以有力促进我国农村产业转型升级、农业生产方式变革和农业生产率提高，对于实现我国乡村振兴伟大战略具有重要意义[8]。

第3项聚类为乡村振兴，该聚类探讨了乡村振兴中的产业融合和现代农业等问题。乡村振兴战略强调，应更加注重科技对农业发展的支撑和新农业科技的应用，从城乡产业融合发展和新产业、新业态的视角来实现科技兴农战略，促进乡村振兴战略的实现，以呈现农业产业高质量和可持续发展的新特征[9]。近些年，随着乡村振兴五大发展理念的不断深入，农村农业经济高质量发展要求的不断提升，从国家到地方，各类政策、规划、发展纲要等，对农业机械化、现代化发展提出了信息化、智能化等绿色发展的新要求[10]。具体来说，可以通过“走出去”、“引进来”、农业机械化、农机服务社会化等途径来实现乡村振兴[11]。

第4项聚类为信息化，该聚类主要探讨了信息化对农业现代化的科技支撑问题。伴随社会经济发展过程中的工业化和信息化，我国农村农业经济发展模式发生着深刻的变革，集中表现为我国的广大农村地区正加速向现代化转型[12]。国内学者主要从两个大的方面，针对农业现代化与信息化协同发展问题进行较为深入的学术探讨：一是通过对“四化”或工业化、城镇化和绿色化协调发展的研究来间接反映农业现代化与信息化的协同发展问题；二是通过推动信息化和工业化深度融合、工业化和城镇化良性互动、城镇化和农业现代化相互协调，实现从城镇化到农业现代化的产城融合发展方式[13]。

第5项聚类为互联网+农业，该聚类主要聚焦于可再生能源和绿色农业相关问题的研究。生态家园的发展模式反映了现代智慧农业的本质要求，它们把农业现代化发展推向了新的高度，其中的内涵不仅包含先进农业技术，而且还包含了绿色农业和可再生能源等现代农业的最高成就，是中国特色农业现代化道路唯一正确的选择[14]。因此，为了营造绿色化和可持续发展的农业环境，必须选择绿色农业技术、可再生能源技术和农业生产清洁技术，走生态农业、高效农业、特色农业的发展道路，构建循环型农业发展模式，实现农业农村地区社会、经济和自然三者的和谐[15]。

3 研究趋势可视化分析

3.1 数据可视化

关键词时间线知识图谱，有助于了解智慧农业相关研究领域的知识演进过程，进而掌握该研究领域的前沿动态及未来发展趋势。在智慧农业文献关键词聚类的前提下，在控制面板“layout”中，选择“Timeline View”的选项，绘制出智慧农业关键词时间线知识图谱（见图3）。据图3可知，近年来新的研究热点主要有科技支撑智能农业、乡村振兴全产业链、农业4.0、数字乡村、一体化农业体系等。

智慧农业是新型信息技术与农业生产、经营、管理和服务全产业链的“生态融合”和“基因重组”，在乡村振兴战略的时代背景下，农业智慧化将渗透到农业农村发展的方方面面，真正实现人与自然的智慧融合、人与人的智慧交流、乡村与城市的发展互融。

对智慧农业研究文献关键词时间线图进行深度剖析，可以分析总结智慧农业领域未来研究的发展趋势。目前，我国智慧农业发展主要集中在四个方面：农业基础资源管理、农产品生产管理、农产品质量监督管理、农产品物流销售管理，虽然已经取得了长足的进步，但还存在着诸多的不足，这些不足也为我们未来智慧农业的发展指明了方向。

3.2 研究趋势分析

一是智慧农业全产业链发展问题。目前，智慧农业发展的制约因素主要有农业信息管理平台信息共享及其接口不统一、信息系统硬件设备不统一、计算机软硬件设施价格居高不下且产品性能不稳定。未来，智慧农业全产业链的各种基础设施必将得到系统优化和全面发展，真正为提高农业产业效益提供科技支撑、真正将信息感知的人工智能技术应用于提高农业信息化水平，实现物联网背景下的信息集成和精准识别，最终实现农业农村社会经济的可持续发展。

二是智慧农业基础设施建设问题。推动加快农业农村现代化发展，推进农村农业生产经营管理标准化、信息化和一体化，需要以农业大数据信息技术平台的基础设施的支持，如互联网+农业机械化、智能农业和数字乡村等基础设施的建设。在此基础上，新型农业农村发展和新型职业农民培育，将会逐步取代传统农业发展方式和传统农户经营主体，借助物联网、大数据及信息标准化技术，实现农村农业的数字化、智能化发展。

三是数字农业的继续推进问题。现阶段，数字农业的长足发展为智慧农业奠定了坚实的基础，虽然我国数字农业事业发展已经取得一定的进步，但还存在着一些深层次的问题，尤其表现在农业数据资料质量良莠不齐和农业产业发展过程数据较为匮乏等。在我国各级政府部门的不断推动下，我国数字农业事业将得到持续发展，数据管理标准化和一体化将逐步实现，数字治理将进一步延伸，数据有效性将进一步提高。