美國(guó)國(guó)防氣象衛(wèi)星（DMSP）計(jì)劃主題文獻(xiàn)計(jì)量分析

■ 張伊 馬杰

國(guó)防氣象衛(wèi)星的應(yīng)用范圍很廣，在天文學(xué)、遙感、影像學(xué)、地球科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、生態(tài)學(xué)，甚至公共環(huán)境衛(wèi)生和城市規(guī)劃中都發(fā)揮了重要作用，國(guó)內(nèi)更偏向于研究其在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的度量作用。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源及統(tǒng)計(jì)方法

美國(guó)在20世紀(jì)60年代初開(kāi)始實(shí)施的 “國(guó)防氣象衛(wèi)星（DMSP）計(jì)劃 ”中，其通過(guò)載有多用途傳感器的衛(wèi)星所得到的數(shù)據(jù)于1970年代開(kāi)始解密，并大量應(yīng)用于后來(lái)的科學(xué)研究和業(yè)務(wù)發(fā)展中。本文分別利用中國(guó)知網(wǎng)和Web of Science平臺(tái)，對(duì)1970年代以來(lái)DMSP主題文章進(jìn)行檢索和分析。中國(guó)知網(wǎng)檢索方式為全文包含DMSP（詞頻設(shè)定為3）同時(shí)包含衛(wèi)星的學(xué)術(shù)期刊，命中該領(lǐng)域中文文獻(xiàn)1131篇（檢索日期：2022年6月1日）。Web of Science平臺(tái)SCI-E數(shù)據(jù)庫(kù)采用檢索式為TS=“Defense meteorological satellite program”，學(xué)科類別及年限不限，檢索命中文獻(xiàn)908篇（檢索日期：2022年6月1日）。

2 統(tǒng)計(jì)結(jié)果和分析

2.1 研究總量增長(zhǎng)趨勢(shì)

SCI-E最早收錄有關(guān)“國(guó)防氣象衛(wèi)星”及其應(yīng)用領(lǐng)域的論文可追溯到1975年，這一年有兩篇論文產(chǎn)出，一為在Marine Fisheries Review上發(fā)表的題為Fishing Fleet Activities Revealed by Night-time Data from Defense Meteorological Satellite Program(DMSP)的文章，另一篇為在Optical Engineering上發(fā)表的文章Defense Meteorological Satellite Program。中國(guó)知網(wǎng)收錄最早的該領(lǐng)域文章是1979年在《氣象科技》上發(fā)表的《氣象衛(wèi)星在人工影響天氣方面的應(yīng)用》。

分析SCI-E數(shù)據(jù)庫(kù)和中國(guó)知網(wǎng)1975—2021年國(guó)防氣象衛(wèi)星應(yīng)用領(lǐng)域研究論文數(shù)量年度變化趨勢(shì)（圖1）。從SCI-E數(shù)據(jù)庫(kù)看，可將論文增長(zhǎng)分為五個(gè)階段：第一個(gè)階段為1975—1989年，該領(lǐng)域的研究處于起步階段，論文增長(zhǎng)速度緩慢，年均不足0.5篇；第二個(gè)階段為1990—1999年，研究成果初現(xiàn)，從1990年的3篇/a震蕩上升至1999年的18篇/a；第三個(gè)階段為2000—2012年，該階段發(fā)文量平穩(wěn)，年均產(chǎn)出量穩(wěn)定在22篇，其中2006—2008年出現(xiàn)上漲小高峰；2013—2017年，較上一階段呈明顯上升趨勢(shì)，2017年達(dá)到頂峰，產(chǎn)出量高達(dá)71篇/a；2017—2021年為持續(xù)高產(chǎn)期，年均產(chǎn)出量維持在61篇/a；中文文獻(xiàn)比SCI-E起步稍晚，可分為三個(gè)階段：第一階段為1979—1997年，該階段發(fā)文量較少，平均不足2篇/a；第二階段為1998—2012年，論文產(chǎn)量緩慢上升；第三個(gè)階段為2013至今，論文數(shù)顯著上升，從2014年的年產(chǎn)24篇激增到2021年的183篇，創(chuàng)1979年來(lái)最高。

圖1 1975—2021年DMSP研究論文數(shù)量年度變化趨勢(shì)

2.2 DMSP主題SCI-E文獻(xiàn)國(guó)家（地區(qū)）和機(jī)構(gòu)產(chǎn)出及其影響力分析

分析1975年以來(lái)DMSP主題論文產(chǎn)出、被引次數(shù)和h指數(shù)等指標(biāo)的國(guó)家分布（表1）可以看出，美國(guó)排名第一，占發(fā)文總量的62.11%，h指數(shù)為76，影響力最大。中國(guó)大陸排名第二，占發(fā)文總量的31.83%，h指數(shù)為46。DMSP作為美國(guó)軍方的氣象衛(wèi)星計(jì)劃，得到中國(guó)學(xué)者的認(rèn)可，基于該衛(wèi)星數(shù)據(jù)開(kāi)展了大量研究，其中，中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)發(fā)表的論文篇均被引最高，達(dá)41.13次，但產(chǎn)出量未能進(jìn)入前十。

表1 SCI-E數(shù)據(jù)庫(kù)DMSP主題論文產(chǎn)出量排名前十的國(guó)家（地區(qū)）及其影響力

從機(jī)構(gòu)產(chǎn)出上看（表2），論文產(chǎn)出量排名前十的機(jī)構(gòu)均為中國(guó)和美國(guó)機(jī)構(gòu)，其中中國(guó)科學(xué)院發(fā)文量最高，美國(guó)機(jī)構(gòu)則包攬前十的其他位置。分析高產(chǎn)出機(jī)構(gòu)論文合作信息可知，美國(guó)國(guó)防部門通過(guò)與高校和科研機(jī)構(gòu)合作，發(fā)展和促進(jìn)國(guó)防氣象衛(wèi)星的研究和應(yīng)用，取得較多成果。

表2 SCI-E數(shù)據(jù)庫(kù)DMSP主題論文產(chǎn)出排名前十的機(jī)構(gòu)

從文獻(xiàn)資助的角度分析（表3），中國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金資助論文占總資助量的20.7%，比排名第二的美國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金和第三名的美國(guó)國(guó)家航空航天局的總和還多，反映了中國(guó)基礎(chǔ)研究對(duì)DMSP數(shù)據(jù)的應(yīng)用程度。

表3 SCI-E數(shù)據(jù)庫(kù)DMSP主題論文主要資助機(jī)構(gòu)

表4給出刊載DMSP主題SCI-E論文主要期刊分布，其中刊載量最大的期刊Journal of Geophysical Research Space Physics創(chuàng)刊于1896年，是國(guó)際地球物理學(xué)界高影響期刊之一。Remote Sensing和International Journal of Remote Sensing分別以78篇和37篇位列第二和第三位。文章作者方面（表5），NOAA的Elvidge、麻省理工學(xué)院的Rich和美國(guó)空軍研究院的Burke發(fā)文量并列第一，其中Elvidge為第一作者的文章合計(jì)被引次數(shù)超過(guò)2000次，在領(lǐng)域內(nèi)有很高的影響力。高產(chǎn)作者多集中于美國(guó)的空軍研究實(shí)驗(yàn)室和高校，產(chǎn)出15篇以上的高產(chǎn)作者有9位，其中有兩位是華人學(xué)者。表6給出了被引次數(shù)最高的前10篇論文，學(xué)科分布廣泛。

表4 SCI-E數(shù)據(jù)庫(kù)刊載DMSP主題論文的主要期刊

表5 SCI-E數(shù)據(jù)庫(kù)DMSP主題論文高產(chǎn)作者

表6 SCI-E數(shù)據(jù)庫(kù)DMSP主題論文高被引論文（引用次數(shù)≥300）

DMSP主題SCI-E論文學(xué)科類別分析結(jié)果表明，DMSP在天文學(xué)、遙感、影像學(xué)、地球科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、生態(tài)學(xué)，甚至公共環(huán)境衛(wèi)生和城市規(guī)劃中都發(fā)揮了重要作用。

2.3 DMSP主題中文文獻(xiàn)和機(jī)構(gòu)產(chǎn)出及其影響力分析

表7展示了中文文獻(xiàn)的主要產(chǎn)出機(jī)構(gòu)，論文產(chǎn)出量排名前十的機(jī)構(gòu)中，中國(guó)科學(xué)院系統(tǒng)、武漢大學(xué)、北京大學(xué)、北京師范大學(xué)等在國(guó)際上有高被引或發(fā)文量多的機(jī)構(gòu)，國(guó)內(nèi)排名也在前列。值得一提的是，南京信息工程大學(xué)、南京大學(xué)憑借DMSP衛(wèi)星數(shù)據(jù)的應(yīng)用，也進(jìn)入前十之列。

表7 中國(guó)知網(wǎng)DMSP主題論文產(chǎn)出較多的機(jī)構(gòu)

作者方面（表8），東南大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院劉修巖以11篇位列第一，凸顯國(guó)防氣象衛(wèi)星在經(jīng)濟(jì)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用。武漢大學(xué)李熙排名第二，來(lái)自北京師范大學(xué)等院校的研究人員并列第三。國(guó)內(nèi)研究人員主要來(lái)自大學(xué)和大學(xué)建設(shè)的國(guó)家及省部級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，研究領(lǐng)域多為地理學(xué)和測(cè)繪學(xué)、經(jīng)濟(jì)管理與可持續(xù)發(fā)展、環(huán)境科學(xué)與資源利用、氣象學(xué)等交叉學(xué)科，可見(jiàn)衛(wèi)星在多個(gè)交叉領(lǐng)域中的運(yùn)用。國(guó)內(nèi)的文章雖多，但是學(xué)者產(chǎn)出比較分散，尚未出現(xiàn)像國(guó)外頂尖學(xué)者30篇以上高產(chǎn)出和高被引的情況。對(duì)比中國(guó)學(xué)者在國(guó)際期刊中的亮眼表現(xiàn)，可能與國(guó)內(nèi)頂尖學(xué)者更傾向在國(guó)際期刊發(fā)文有關(guān)。

表8 中國(guó)知網(wǎng)DMSP主題論文高產(chǎn)作者

3 結(jié)果討論

總體而言，自2017年起，國(guó)防氣象衛(wèi)星應(yīng)用領(lǐng)域的科研成果進(jìn)入產(chǎn)出高峰期，較之于同時(shí)期的國(guó)際科研成果，國(guó)內(nèi)科研成果數(shù)量上升勢(shì)頭迅猛；在國(guó)防氣象衛(wèi)星應(yīng)用領(lǐng)域，中美兩國(guó)最為活躍，科研成果非常豐富；從機(jī)構(gòu)支持和項(xiàng)目支撐分析來(lái)看，中國(guó)的資助最多，體現(xiàn)了我國(guó)對(duì)該衛(wèi)星數(shù)據(jù)應(yīng)用的重視；就研究領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，國(guó)防氣象衛(wèi)星的應(yīng)用范圍很廣，在天文學(xué)、遙感、影像學(xué)、地球科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、生態(tài)學(xué)，甚至公共環(huán)境衛(wèi)生和城市規(guī)劃中都發(fā)揮了重要作用，國(guó)內(nèi)更偏向于研究其在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的度量作用；從研究合作機(jī)制上說(shuō)，美國(guó)國(guó)防部門與科研機(jī)構(gòu)緊密合作，為我國(guó)僅大學(xué)及其下設(shè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室參與的科研思路提供一定的借鑒意義。另外，在此領(lǐng)域有較多有建樹(shù)的華人學(xué)者，加強(qiáng)此領(lǐng)域的華人與國(guó)內(nèi)學(xué)者合作可以更好提升科研水平，促進(jìn)成果分享給予希冀。