基于文献计量分析的林火遥感研究现状及发展趋势

韩 丽，戴必辉，王秋华,2，陈爱梅，韩 毓

(1.西南林业大学土木工程学院，云南 昆明 650224；2.云南省森林灾害预警与控制重点实验室，云南 昆明 650224)

近年来，随着全球气候变化、人为干扰活动的加剧，森林火灾时有发生，对生态环境、人民生命财产都造成了巨大的损失，引起国内外学者极大的关注。遥感作为一种快速获取地表实时数据的技术，在火点监测预报、火烧迹地提取、受灾情况统计等方面都有广泛深入的应用，成为当前国内外研究的热点[1-3]。本文通过文献计量分析的方法，探究遥感在森林火灾应用中的研究现状及发展趋势，以期为从事林火遥感研究的人员提供一定的参考。

1 数据来源

在WOS中以“forest fire and remote sensing”为主题，检索1999—2018年的文献数据，经过文献类型和研究领域的筛选，最终得到 1 638 条相关数据，以此作为国际发展现状的分析数据。

在CNKI和万方的高级检索功能中，以“遥感”、“RS”和“森林火灾”、“林火”等为主题词和关键词，进行两两组合，检索1999—2018年的文献数据，共得到387篇相关论文。接下来，对检索结果进行整理，把明显无关的文献删除，最终得到219篇学术论文，可以作为研究的基础数据。

2 研究方法及软件

文献计量是将数学、统计学等确定性计量方法运用于图书及其他交流介质，对文献的计量特征进行统计分析，揭示和研究文献情报分布规律的一门学科[4]。文献计量法在展现某研究领域或学科研究现状、辨识研究领域内重要的学者与期刊、勾画研究领域的知识结构以及追踪领域发展的动态趋势等方面发挥了重要的作用，已得到学术界的广泛关注和认可[5]。本文主要采用共词分析和社会网络分析法[6-8]进行文献计量分析。

本文采用Bibexcel、Ucinet和NetDraw软件[9-10]，对发文时间、载文期刊、核心作者、核心机构、关键词等数据进行统计分析，利用NetDraw生成共现网络知识图谱。

3 结果与分析

3.1 发文时间分布

从林火遥感领域研究文献的年度分布状况可以看出(图1):1999—2018年，国内外林火遥感文献整体呈现稳步上升趋势;国际上林火遥感领域的研究出现阶梯性增长，增长速率较快，相较而言国内增长速率偏慢。

图1 1999—2018年林火遥感研究文献分布情况

3.2 载文期刊

在 1 638 篇SCI文献中，REMOTESENSINGOFENVIRONMENT期刊载文量最多，达278篇。在排名前8的期刊中，主要以遥感、林业、生态类期刊为主(表1)。

在219篇国内文献中，载文量最多的是《遥感技术与应用》、《森林防火》，分别刊登了8篇相关论文。载文量排名前13的期刊中，遥感相关的期刊5种，林业相关的期刊6种(表2)。

3.3 作者及发文机构分布

在 1 638 篇SCI论文中，美国作者及机构发表774篇，占据整个林火遥感研究的半壁江山，说明美国在林火遥感研究中具有超强研究实力。中国排名第7，参与发表的论文92篇(图2)。

表1 国际林火遥感发文量前8名的期刊

表2 国内林火遥感发文量前13名的期刊

图2 1999—2018年WOS收录林火遥感文献发文量前10的国家

国际林火遥感研究排名前7的作者中(表3)，西班牙Univ Alcala De Henares的学者CHUVIECO E发文量最多，前7名中有4名都是美国学者，进一步说明美国在林火遥感领域的领先地位。国内作者发文量整体偏少，只有胡海清和孙龙2位学者发文量为2篇，其余学者发文量为1篇。说明中国学者在林火遥感领域研究还不够深入，研究团队还不够成熟，没有形成团队优势。

表3 国际高频核心作者统计(发文量≥21篇)

国内林火遥感研究领域，219篇文献共有501个作者，平均每人发文0.44篇。其中发文1篇的作者有399人，占作者总数的79.6%。洛特卡定律认为某一学科领域内发表1篇论文的作者占比大约为60%，而本研究中发表1篇论文的作者占比为79.6%，远高于理论值，说明该研究领域作者队伍不够稳定，研究者多而散，研究不够深入。统计得出4篇以上文献的作者有14人，占比为2.8%(表4)。

H指数是2005年由美国科学家HIRSCH J E提出，用来测评作者成功度的指标之一，H指数超过13就可被认为是一位相当成功的研究者[11]。由此可知，发文量前14位的作者中有7位是在本领域相当成功的研究者，且6位都是中国林业科学研究院的研究员，说明中国林业科学研究院在国内林火遥感领域的研究独占鳌头，团队优势明显。

表4 国内高频核心作者统计(发文量≥4篇)

图3 国内高频核心作者共现知识图谱

图中符号的大小代表的是中心度，线条的粗细代表的是合作的频率。其中覃先林、李增元中心度较高，说明他们具有较广的学术圈和人脉圈，与他们合作的人较多。其次，图中根据作者的合作关系形成了网络图，网络中的子群数量有4个，其中最大的群体是以覃先林、李增元为核心的研究团队，出现了网状交叉，说明合作较密切；其余大部分作者合作关系较为单一，主要是同事之间、师生之间的合作。总体来说，林火遥感领域学术合作还不够紧密，有待进一步加强跨学科、跨机构、跨“学缘”的合作。

在 1 638 篇SCI论文中，国内机构发文量最多的分别是中国林业科学研究院，共计7篇，东北林业大学，共计5篇，其余机构发文量均为1篇。在对国内发文机构进行统计的过程中，对机构名称进行整理，包括简称改为全称，去掉次级机构名称。统计分析得出发文量前12名的发文机构见表5。

表5 国内发文机构统计(发文量≥5篇)

国内发文量前3的机构为中国林业科学研究院、西南林业大学、东北林业大学，分别为19篇、9篇、8篇。可以看出，中国林业科学研究院在林火遥感领域的研究处于核心引领地位；西南林业大学近几年的发文量稳步上升，但还未形成稳定的研究团队，高质量论文较少，这个结论与WOS数据分析结果一致。

国内高频发文机构的合作脉胳显示(图4)：研究机构合作主要以中国林业科学研究院和中国科学院地理科学与资源研究所为中心，包括国家林业局森林防火预警监测信息中心、中国资源卫星应用中心等，形成了一个链状合作图；其次浙江省水利河口研究院与清华大学、成都信息工程大学与四川省农业气象中心有一定学术交流，形成了2个点对点式的交流团体。图中节点和连线数量都较少，未形成网络，说明林火遥感领域合作交流不够频繁。林火遥感的核心力量是2个较大的科研院所，学校在此领域的研究有待进一步增强。

图4 国内高频发文机构共现知识图谱

3.4 被引频次

被引量是反映论文影响力大小的一项重要指标。论文被引量越大，说明论文受关注的程度越大，论文的质量越高。HANSEN M C撰写的High-ResolutionGlobalMapsof21st-CenturyForestCoverChange，引用次数高达 2 640 次，究其原因，一是论文水平较高，二是论文涉及的研究领域较广。引用量前5的论文主要研究领域为森林覆盖变化、火灾强度、火灾排放、灾后评估与监测，说明这4个方向是国际林火遥感研究的热点和前沿(表6)。

表6 1999—2018年国际林火遥感研究被引次数前5的文献

1999—2018年国内被引量前10的论文统计结果显示(表7)：从被引量来看，覃先林在林火遥感领域的贡献度较高，有2篇高引论文；研究的热点和重点集中在林火的识别监测研究、火险区划研究。总的来说，文献的被引量还不够高，说明关注度不够，研究深入度不够。研究的热点、前沿还未与国际接轨，有待于进一步地发展和深入。

3.5 关键词

关键词是文章主要内容的提炼和浓缩，对关键词分析有助于从内容上理解和把握本领域的认知框架。在提取关键词时需要对数据进行清洗和整理，把同名关键词的中英文进行合并处理，如把RS改为遥感，把GIS改为地理信息系统；把相同、相近含义的关键词进行合并处理，如卫星遥感、遥感技术统一改为遥感，林火监测、监测统一合并到森林火灾监测。统计得出，在217篇文献中共出现了456个关键词，其中只出现一次的有368个关键词，可见本领域研究内容比较丰富，涉及范围较大。除了参与搜索的关键词外，森林火灾监测出现次数最高，说明遥感在林火研究中广泛深入应用于林火监测方向；排名第2的是地理信息系统，说明遥感的应用不是单一的，多数是以3S集成的方式应用于林火研究；排名第3的是MODIS,说明MODIS数据大量应用于林火研究(表8)。

表7 1999—2018年国内林火遥感研究被引次数前10的统计分析

通过Bibexcel软件对林火遥感领域内排名前23的高频关键词进行提取和统计，利用NetDraw生成关键词共现网络知识图谱(图5)。

除去参与搜索的3个关键词，中心度较高的关键词为森林火灾监测和森林防火，这是国内林火遥感领域研究的热点。同时也说明遥感在森林火灾监测和森林防火中的应用比较深入和广泛，研究人员多，技术较为成熟。

4 结论与讨论

本文采用文献计量方法对1999—2018年WOS、万方和CNKI数据库中有关林火遥感的研究文献进行统计分析，得出几点结论。

表8 高频关键词统计(≥6)

1)从国际视野来看：论文发表数量呈现稳步上升的趋势，发展趋势较快；REMOTESENSINGOFENVIRONMENT是载文量最多的期刊，达278篇；美国的研究机构、作者和发文量均遥遥领先，发文量为774篇，达全部发文量的47.2%；西班牙Univ Alcala De Henares的科学家CHUVIECO E是发文量最多的作者，一共参与发表了39篇论文；HANSEN M C撰写的High-ResolutionGlobalMapsof21st-CenturyForestCoverChange引用次数高达 2 640 次；国际林火遥感热点集中于森林覆盖变化、火灾强度、火灾排放、灾后评估与监测；中国在林火遥感领域的研究相对还比较滞后，研究团队不足，发文量较少，缺乏高影响力论文。

2)从国内研究现状来看：论文发表数量呈现稳步上升的趋势，但速度较平缓；《遥感技术与应用》、《森林防火》等期刊是该研究领域的主要载体；中国林业科学研究院是核心研究机构，在行业内有引领带头作用；覃先林、李增元是林火遥感领域研究的佼佼者,学术圈较广；文献的被引量总体不够高，说明该研究领域的关注度还不够，研究深入度不够。

3)从国内网络知识图谱分析中看：林火遥感研究领域有4个较稳定的研究团队，其中以覃先林、李增元为核心的研究团队成果较多，影响力最大，处于研究领域的核心位置；研究机构以中国林业科学研究院为中心，形成一定的链状合作，但总体来说合作交流不够频繁，有待于建立进一步跨区域、跨学科的协同研究机制与平台；从高频关键词共现分析中看出，林火遥感领域的研究热点集中于森林火灾监测和森林防火，其中遥感在森林火灾监测中的应用最成熟，研究内容最多，3S集成提取火险因子，进行火险区划，辅助森林防火研究的内容最广泛，涉及的领域多，未来会有更深入广泛的研究。

图5 高频关键词共现网络知识图谱

遥感作为一种快速获取地表数据的工具，已经广泛应用于各行各业，并取得了傲人的成果。遥感与林火的结合，无疑给林火研究提供了千里眼，在林火监测、森林火险区划、火烧迹地提取、气象因子提取等方面都做出了突出的贡献。但就现状而言，国内成熟的研究团队还是太少，核心研究者数量不够，研究者与机构跨学科、跨平台的交流有待加强，基金支持力度和高水平科研文献不够，有待于进一步深入的合作和交叉。研究热点与方向上，需要向国际看齐，在火灾强度、林火排放、灾后动态监测、森林覆盖变化监测等方面多投入研究力量。