基于中國(guó)知網(wǎng)數(shù)據(jù)的氣象監(jiān)控研究現(xiàn)狀可視化分析

王 琪，王 藝

(天津市氣象信息中心 天津 300074)

0 引言

隨著我國(guó)氣象事業(yè)的不斷發(fā)展，氣象預(yù)報(bào)、預(yù)測(cè)、預(yù)警服務(wù)水平不斷提升，而不論是日常的天氣預(yù)報(bào)，還是重大活動(dòng)、嚴(yán)重災(zāi)害和事故中的氣象服務(wù)，要做到及時(shí)預(yù)警和精準(zhǔn)服務(wù)，都離不開氣象部門各環(huán)節(jié)、各業(yè)務(wù)的穩(wěn)定運(yùn)行。對(duì)業(yè)務(wù)運(yùn)行情況的監(jiān)控是氣象部門的一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)工作，近年來(lái)，隨著氣象觀測(cè)水平、信息化水平的不斷提升，氣象服務(wù)、交流和合作領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展，氣象部門內(nèi)部的業(yè)務(wù)也變得越來(lái)越錯(cuò)綜復(fù)雜，對(duì)氣象監(jiān)控相關(guān)的工作和研究也在不斷發(fā)展和深入。通過(guò)分析近年來(lái)的相關(guān)文獻(xiàn)，可以直觀地掌握氣象監(jiān)控方面的研究熱點(diǎn)、成果和趨勢(shì)，從而為相關(guān)研究者提供參考和方向。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

本文以中國(guó)知網(wǎng)(CNKI)為數(shù)據(jù)采集平臺(tái)，在CNKI 中以主題為“氣象監(jiān)控”的檢索條件進(jìn)行文獻(xiàn)檢索(數(shù)據(jù)檢索日期為2021 年8 月15 日)，共獲得學(xué)術(shù)期刊278 篇，經(jīng)過(guò)查重操作，未發(fā)現(xiàn)重復(fù)文獻(xiàn)，所得到有效學(xué)術(shù)期刊仍為278 篇。本文選取這278 篇學(xué)術(shù)期刊作為最終的研究樣本數(shù)據(jù)。

本文采用Cite Space(5.8.R1 版本)軟件對(duì)以上文獻(xiàn)進(jìn)行聚類分析，通過(guò)可視化的知識(shí)圖譜揭示“氣象監(jiān)控”方向的研究現(xiàn)狀。

2 研究數(shù)據(jù)發(fā)布年度分析

研究熱度可以從發(fā)文量上直觀體現(xiàn)出來(lái)，發(fā)文量越多研究熱度也就越高[1]，通過(guò)對(duì)歷年來(lái)的發(fā)文量數(shù)據(jù)的分析研究，得到發(fā)文量年度變化圖，進(jìn)而分析研究熱度的年度變化。從圖1 可以看出：氣象監(jiān)控領(lǐng)域的研究起始于1995 年，是由民航華北管理局航管中心的傅航許、惇昱 提出的氣象信息業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控系統(tǒng)[2]，而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在氣象信息技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用也正是從1995 年左右開始的。此后的2 年內(nèi)均沒有氣象監(jiān)控相關(guān)的文獻(xiàn)發(fā)表，這也從側(cè)面反映了當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在氣象領(lǐng)域的應(yīng)用還處于一個(gè)發(fā)展階段。直到1999 年，由魏中等[3]提出了針對(duì)氣象資料的監(jiān)控系統(tǒng)，此后在氣象監(jiān)控領(lǐng)域的文獻(xiàn)開始呈現(xiàn)逐年上升的趨勢(shì)，2017 年發(fā)文量最多達(dá)到了36 篇。而在這期間，氣象業(yè)務(wù)系統(tǒng)也發(fā)生了翻天覆地的變化，氣象觀測(cè)自動(dòng)化程度不斷提升，氣象網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)飛速發(fā)展，氣象數(shù)據(jù)傳輸和處理系統(tǒng)更新?lián)Q代，這些都對(duì)氣象業(yè)務(wù)的監(jiān)控保障提出了更高的要求，對(duì)氣象監(jiān)控領(lǐng)域的研究也不斷地受到關(guān)注，熱度逐年上升。但是在2018—2020 年期間(2021 年還未能統(tǒng)計(jì)全年數(shù)據(jù)，暫不作為發(fā)文量參考)，氣象監(jiān)控領(lǐng)域的發(fā)文量有一定的下降趨勢(shì)。結(jié)合氣象業(yè)務(wù)變化情況看，在此期間，中國(guó)氣象局開展了氣象綜合業(yè)務(wù)監(jiān)控系統(tǒng)(天鏡)[4]的建設(shè)和全國(guó)推廣工作。天鏡是一個(gè)高度集約化的氣象監(jiān)控系統(tǒng)，旨在實(shí)現(xiàn)對(duì)全流程、全要素、全過(guò)程的一體化監(jiān)控[5]，隨著天鏡的部署和推廣，各省自建的監(jiān)控系統(tǒng)或被替代、或融入天鏡，在一定程度上減少了各部門對(duì)自建氣象監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)研究。而對(duì)于這樣一個(gè)全新的監(jiān)控系統(tǒng)，省級(jí)氣象部門還都處于一個(gè)應(yīng)用摸索階段，因此這期間的發(fā)文量會(huì)出現(xiàn)下降的趨勢(shì)。相信隨著天鏡系統(tǒng)在全國(guó)各省深入應(yīng)用、天鏡本地化改造工作的逐步推進(jìn)[6]，未來(lái)將會(huì)涌現(xiàn)出大量的文獻(xiàn)。

圖1 CNKI發(fā)文量年度變化圖Fig.1 Annual change of numbers of CNKI publications

3 研究數(shù)據(jù)可視化結(jié)果分析

為挖掘文獻(xiàn)數(shù)據(jù)更深層的關(guān)聯(lián)和信息，利用Cits Space 軟件，進(jìn)一步對(duì)這278 篇學(xué)術(shù)文獻(xiàn)進(jìn)行可視化分析。首先需要利用Cite Space 對(duì)CNKI 中提取的數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為WOS(Web of Science)格式；新建一個(gè)Cite Space 項(xiàng)目，時(shí)間片設(shè)置為1，時(shí)間跨度設(shè)置為從1995—2021 年，設(shè)置不同的節(jié)點(diǎn)類型，即可生成不同的知識(shí)圖譜[7]。

3.1 高影響力研究作者分析

由于本文所選取“氣象監(jiān)控”領(lǐng)域的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)較少，為分析該領(lǐng)域的高影響力研究作者情況，只能進(jìn)一步借助引文進(jìn)行分析。在Cite Space 中，將節(jié)點(diǎn)類型設(shè)置為Cited-Author，得到作者共被引頻次表和作者共被引知識(shí)圖譜，見表1、圖2。

表1 作者共被引頻次(頻次≥3次)Tab.1 Frequency of author co-citation(frequency≥3)

圖2 作者共被引知識(shí)圖譜Fig.2 Knowledge atlas of author co-citation

圖譜中的節(jié)點(diǎn)越大，作者文獻(xiàn)的被引次數(shù)就越多，作者在學(xué)術(shù)和專業(yè)領(lǐng)域的影響力也就越大。從知識(shí)圖譜上可以看出，氣象監(jiān)控領(lǐng)域的作者文獻(xiàn)被引次數(shù)比較平均，沒有特別突出的節(jié)點(diǎn)，反映了該領(lǐng)域的研究?jī)?nèi)容和熱點(diǎn)比較分散，并沒有明顯的高影響力研究作者，這與近年來(lái)氣象業(yè)務(wù)發(fā)展的實(shí)際情況相吻合。全國(guó)各省氣象部門對(duì)監(jiān)控業(yè)務(wù)的需求不盡相同，具有本地化、個(gè)性化的特點(diǎn)，但都與本地實(shí)際業(yè)務(wù)相關(guān)聯(lián)，而氣象監(jiān)控相關(guān)的文獻(xiàn)普遍都是針對(duì)具體問(wèn)題、具體需求開展的研究，因此在作者文獻(xiàn)被引次數(shù)上就呈現(xiàn)出較為平均的分布。

3.2 研究熱點(diǎn)分析

為進(jìn)一步分析“氣象監(jiān)控”領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，在Cite Space 中，將節(jié)點(diǎn)類型設(shè)置為Keyword，得到關(guān)鍵詞共現(xiàn)知識(shí)圖譜，見圖3。可以看出，節(jié)點(diǎn)從大到小依次是“監(jiān)控系統(tǒng)”“實(shí)時(shí)監(jiān)控”“運(yùn)行監(jiān)控”“氣象數(shù)據(jù)”等。

通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深入統(tǒng)計(jì)，得到關(guān)鍵詞頻次統(tǒng)計(jì)表，見表2，其中，“監(jiān)控系統(tǒng)”的出現(xiàn)頻次為21 次，“實(shí)時(shí)監(jiān)控”的出現(xiàn)頻次為18 次，“運(yùn)行監(jiān)控”的出現(xiàn)次數(shù)為14 次，“氣象數(shù)據(jù)”的出現(xiàn)頻次為10 次。

表2 關(guān)鍵詞頻次統(tǒng)計(jì)Tab.2 Keyword frequency statistics

可以看出，在對(duì)氣象監(jiān)控方面的文獻(xiàn)中，監(jiān)控系統(tǒng)的研究是最熱門的方向，這說(shuō)明目前為止氣象監(jiān)控方面的研究更偏重于技術(shù)和應(yīng)用，這一點(diǎn)是由實(shí)際業(yè)務(wù)需求而推動(dòng)的，因此更注重與實(shí)際業(yè)務(wù)的結(jié)合。在其他出現(xiàn)的關(guān)鍵詞中，還可以看到“氣象數(shù)據(jù)”“氣象報(bào)文”“數(shù)據(jù)傳輸”“氣象資料”這一類與數(shù)據(jù)相關(guān)的關(guān)鍵詞，說(shuō)明氣象監(jiān)控的主要應(yīng)用研究就是針對(duì)氣象數(shù)據(jù)的監(jiān)控。

4 結(jié)語(yǔ)

本文以CNKI 中“氣象監(jiān)控”方面相關(guān)文獻(xiàn)作為數(shù)據(jù)來(lái)源，分析了“氣象監(jiān)控”領(lǐng)域文獻(xiàn)數(shù)量年度分布情況，同時(shí)運(yùn)用Cite Space 軟件對(duì)“氣象監(jiān)控”領(lǐng)域的文獻(xiàn)進(jìn)行引文分析，并根據(jù)可視化的知識(shí)圖譜，分析出該領(lǐng)域缺少具備突出影響力的研究和文獻(xiàn)。此外，也對(duì)研究熱點(diǎn)進(jìn)行了分析總結(jié)。

本文在數(shù)據(jù)源的選擇方面盡量避免以偏概全的現(xiàn)象出現(xiàn)，通過(guò)多個(gè)篇名(詞)進(jìn)行多維檢索，但由于能力有限，還是不能保證所選數(shù)據(jù)涵蓋全部“氣象監(jiān)控”領(lǐng)域的相關(guān)文獻(xiàn)，研究結(jié)果難免存在些微偏差。今后，筆者將進(jìn)一步擴(kuò)大研究范圍，優(yōu)化研究方法，對(duì)我國(guó)“氣象監(jiān)控”領(lǐng)域的文獻(xiàn)展開更為深入的研究，以做出全面而準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)。