智慧農(nóng)業(yè)研究熱點(diǎn)可視化分析

中圖分類號：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2096-4706（2025）12-0166-05

Visual Analysis of Research Hotspots in Smart Agriculture

CAO Mengqi， TIAN Huijuan （YanglingVocational and TechnicalCollege，Xianyang 7121oo，China）

Abstract： Smart agriculture is a popular topic in the cuent agricultural field. It isan important research direction to promote themoderizationconstructionofagricultureandruralareas，andhasgreatpractical signifcanceforruralrevitalization. This study focusesonthe academic papers related to Smart Agriculture included inCNKIfrom2O14to 2024，uses bibliometric andvisualanalysismethodsfromtreeaspectsofoveralitratureanalysis，keywordhottopicanalysis，andrsearcheldhot topic analysis，andcombineswithtrendchartsofthenumberofpaperspublishedandcitations，coocurencenetworkdagrams， topicclusteringdiagrams，ndtimelinediagrams，tosortouttheresearchresultsrelatedtoSmartAgriculture.Theaimis toobtain theresearch hotspots inthefieldofSmartAgriculture inthepastdecadeand provideareferenceforfuture research directions.

Keywords：Smart Agriculture; visualization; bibliometric analysis; CiteSpace;VOSviewer

0 引言

新一代信息科技與農(nóng)業(yè)的深度融合發(fā)展，推動了第三次農(nóng)業(yè)綠色革命一農(nóng)業(yè)的數(shù)字革命，使農(nóng)業(yè)進(jìn)入了網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、智能化發(fā)展的新時代[。智慧農(nóng)業(yè)以信息、知識與裝備為核心要素，在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技競爭中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要方向[2]。大力發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)，有助于我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的精細(xì)化和高效化。因此，識別智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域研究熱點(diǎn)，對農(nóng)業(yè)發(fā)展具有重要意義。

本文以中國知網(wǎng)（CNKI）收錄的2014—2024年間智慧農(nóng)業(yè)相關(guān)學(xué)術(shù)文獻(xiàn)為數(shù)據(jù)來源，將文獻(xiàn)計量與可視化分析方法相結(jié)合，利用VOSviewer與CiteSpace分析工具，進(jìn)行文獻(xiàn)整體分析、關(guān)鍵詞熱點(diǎn)分析、研究領(lǐng)域熱點(diǎn)分析。在文獻(xiàn)整體分析中，關(guān)注文獻(xiàn)在不同年份的發(fā)文量和引文量，以及文獻(xiàn)在不同學(xué)科類別與期刊的產(chǎn)出情況；在關(guān)鍵詞熱點(diǎn)分析中，通過關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)獲取不同時間節(jié)點(diǎn)下的熱點(diǎn)關(guān)鍵詞；在研究領(lǐng)域熱點(diǎn)分析中，結(jié)合文獻(xiàn)主題聚類圖譜，時間線圖譜以及探測到的突發(fā)詞信息，揭示熱點(diǎn)研究領(lǐng)域及研究趨勢。

1數(shù)據(jù)來源及研究方法

1. 1 數(shù)據(jù)來源

本研究將中國知網(wǎng)中智慧農(nóng)業(yè)相關(guān)學(xué)術(shù)論文作為數(shù)據(jù)來源。為獲取更全面的檢索結(jié)果，在中國知網(wǎng)以“智慧農(nóng)業(yè)”為關(guān)鍵詞進(jìn)行“篇關(guān)摘”檢索，設(shè)定學(xué)術(shù)期刊為檢索范圍，獲得2014一2024年來源類別為SCI、EI、核心、CSSCI、CSCD的全部期刊，剔除訪談、簡訊等無關(guān)文獻(xiàn)，共得到待分析文獻(xiàn)701篇。

1.2 研究方法

VOSviewer軟件能夠快速構(gòu)建關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖譜，在識別相關(guān)領(lǐng)域研究熱點(diǎn)與演變趨勢方面優(yōu)勢顯著。CiteSpace軟件憑借其獨(dú)特的學(xué)科共現(xiàn)和共引分析功能，能夠構(gòu)建共引聚類的科學(xué)圖譜以及時間線圖譜，快速挖掘出相關(guān)領(lǐng)域的研究主題和發(fā)展趨勢[3]。

本研究綜合運(yùn)用VOSviewer軟件（1.6.20）和CiteSpace軟件（6.3.R1）對701篇智慧農(nóng)業(yè)相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行分析，結(jié)合發(fā)文時間深入挖掘，并通過可視化的方式進(jìn)行直觀呈現(xiàn)。使用VOSviewer選定62個關(guān)鍵詞，構(gòu)建關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜，以分析不同時間節(jié)點(diǎn)智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。使用CiteSpace進(jìn)行主題聚類、時間線圖譜分析、突發(fā)詞檢測分析，以分析智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域相關(guān)研究主題、研究熱點(diǎn)演進(jìn)、前沿領(lǐng)域和發(fā)展趨勢。

2 數(shù)據(jù)分析結(jié)果

2.1 文獻(xiàn)整體分析

智慧農(nóng)業(yè)相關(guān)文獻(xiàn)年度發(fā)文量與引文量如圖1所示，一般情況下，認(rèn)為某領(lǐng)域發(fā)文量情況能夠反應(yīng)該領(lǐng)域受關(guān)注程度及發(fā)展情況，被引頻次則反映出文獻(xiàn)的學(xué)術(shù)影響力。由圖可知，2014一2024年間，國內(nèi)智慧農(nóng)業(yè)相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)文情況與引文情況整體呈遞增趨勢。其中，2019年之前，發(fā)文量遞增幅度較為平緩，屬于穩(wěn)定發(fā)展階段，2020年開始快速增長并突破70篇，2023年和2024年均超過了140篇；論文引用量于2016年、2019年產(chǎn)生波動，2019年之后開始快速遞增并于2022年已經(jīng)超過2500次。

圖1智慧農(nóng)業(yè)相關(guān)文獻(xiàn)的發(fā)表與被引用次數(shù)年際變化

基于2014一2024年CNKI數(shù)據(jù)庫，列出了智慧農(nóng)業(yè)論文發(fā)表量最多的前十個學(xué)科類別及相關(guān)期刊。由表1所示，智慧農(nóng)業(yè)作為一個跨學(xué)科的研究熱點(diǎn)，涉及的學(xué)科類別分布廣泛，包括農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)類別、計算機(jī)軟件及計算機(jī)應(yīng)用類別、農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)科學(xué)類別、信息經(jīng)濟(jì)與郵政經(jīng)濟(jì)類別等；學(xué)術(shù)期刊《農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)》《江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)》《農(nóng)機(jī)化研究》和《農(nóng)業(yè)工程學(xué)報》發(fā)表智慧農(nóng)業(yè)相關(guān)論文數(shù)量較多，均超過30篇。

表12014—2024年智慧農(nóng)業(yè)發(fā)表論文數(shù)量排名前10的學(xué)科類別和期刊

2.2 關(guān)鍵詞熱點(diǎn)

利用VOSviewer分析2014—2024年智慧農(nóng)業(yè)相關(guān)文獻(xiàn)，生成如圖2所示的關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)。其中，圓圈代表不同的關(guān)鍵詞，圓圈越大代表該關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻次越高；圓圈之間的連線代表關(guān)鍵詞之間的共現(xiàn)關(guān)系，線的粗細(xì)表示共現(xiàn)頻次的高低；不同顏色編碼了關(guān)鍵詞平均出現(xiàn)的年份。

圖22014—2024年智慧農(nóng)業(yè)相關(guān)文獻(xiàn)關(guān)鍵詞的共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)

從圖中可以看出，核心關(guān)鍵詞主要包括鄉(xiāng)村振興、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、深度學(xué)習(xí)、氣候智慧型農(nóng)業(yè)、無人機(jī)等。通過顏色映射可直觀得出，2021年之前，研究領(lǐng)域多聚焦于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、信息化、智慧城市等方面，其中，物聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)的共現(xiàn)關(guān)系更為緊密。此后，一方面深度學(xué)習(xí)日趨火熱，包括與其相關(guān)的圖像識別、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、圖像處理、注意力機(jī)制、目標(biāo)檢測、卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)為智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域注入了新的活力；另一方面，以鄉(xiāng)村振興為首，與農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化、數(shù)字技術(shù)、數(shù)字鄉(xiāng)村、數(shù)字經(jīng)濟(jì)相關(guān)聯(lián)的研究成為熱點(diǎn)。

2.3 研究領(lǐng)域熱點(diǎn)

2.3.1 主題聚類分析

根據(jù)關(guān)鍵詞的關(guān)聯(lián)程度進(jìn)行聚類分析，能夠識別關(guān)鍵詞的不同主題類別。在關(guān)鍵詞主題聚類分析中，模塊值 （ Q 值）與平均輪廓值（S值）是兩個關(guān)鍵性指標(biāo)，用于判定聚類結(jié)果是否有效。一般來說，當(dāng) Q gt;0.3 時，意味著基于關(guān)鍵詞劃分獲得的聚類結(jié)構(gòu)顯著；當(dāng) S?0.7 時，說明該聚類結(jié)構(gòu)的效率及其信服力較高[4。在對智慧農(nóng)業(yè)相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類以獲得的關(guān)鍵詞聚類網(wǎng)絡(luò)知識圖譜中， Q=0.853 2 ，說明該關(guān)鍵詞聚類結(jié)構(gòu)顯著， S=0.973 3 ，說明該關(guān)鍵詞聚類結(jié)構(gòu)的效率和可信度較高，即，該聚類結(jié)構(gòu)是合理的。圖3為2014一2024年智慧農(nóng)業(yè)相關(guān)文獻(xiàn)主題聚類結(jié)果，圖中所示的11個聚類體現(xiàn)出了智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的主要關(guān)注方向，按照聚類大小排序分別為：智慧農(nóng)業(yè)、大數(shù)據(jù)、無人機(jī)、鄉(xiāng)村振興、物聯(lián)網(wǎng)、深度學(xué)習(xí)、信息化、供應(yīng)鏈、云計算、互聯(lián)網(wǎng)、智能化。

圖32014—2024年智慧農(nóng)業(yè)相關(guān)文獻(xiàn)主題聚類

通過關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析方法，對主題聚類提取關(guān)鍵詞，獲取其頻次和度的信息。主題聚類排名前6的相關(guān)信息如表2所示。關(guān)鍵詞的頻次代表著關(guān)鍵詞在整個數(shù)據(jù)集中出現(xiàn)的次數(shù)，頻次高說明是高被引，是該領(lǐng)域的重要知識基礎(chǔ)。通過對高頻關(guān)鍵詞的分析，可探索和識別研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題[5]。度代表某關(guān)鍵詞與其他關(guān)鍵詞的關(guān)聯(lián)性，是關(guān)鍵詞中心性最直接的度量指標(biāo)，一個關(guān)鍵詞的度越大就意味著這個關(guān)鍵詞越重要。

表2智慧農(nóng)業(yè)文獻(xiàn)主題聚類及其關(guān)鍵詞

在主題聚類圖譜中，#0智慧農(nóng)業(yè)和#1大數(shù)據(jù)中包含的關(guān)鍵詞較多，即這兩部分一直是研究的重點(diǎn)內(nèi)容。#2無人機(jī)也是一個重要的研究內(nèi)容，其在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域逐漸應(yīng)用擴(kuò)展，能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)植物保護(hù)、遙感探測等需求，在農(nóng)業(yè)機(jī)械播種、施肥、采摘等環(huán)節(jié)發(fā)揮重要作用[。#3鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略依靠現(xiàn)代信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)深度融合[7]。#4物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)廣泛應(yīng)用在智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，極大推進(jìn)我國農(nóng)產(chǎn)品、產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，包含智慧果園等現(xiàn)代化生產(chǎn)模式。#5深度學(xué)習(xí)技術(shù)已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中的一項(xiàng)重要支撐技術(shù)，在農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)智能分析處理中發(fā)揮重要作用[8]。

2.3.2 研究熱點(diǎn)演進(jìn)

高頻關(guān)鍵詞可用于反映研究內(nèi)容和研究熱點(diǎn)，其在不同年份的出現(xiàn)或消失，揭示了研究熱點(diǎn)隨時間的變化趨勢。為了探究智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域研究熱點(diǎn)的演變，在主題聚類分析的基礎(chǔ)上，以引文發(fā)表年份為橫軸（X軸），聚類名稱為縱軸（Y軸），繪制了如圖4所示的智慧農(nóng)業(yè)研究熱點(diǎn)時間線圖譜。該圖譜中，各聚類的高頻關(guān)鍵詞依據(jù)其出現(xiàn)的時間點(diǎn)被置于相應(yīng)位置，直觀地展示了聚類內(nèi)部關(guān)鍵詞隨時間的發(fā)展變化。

如圖4所示，從聚類的大小及時間線來看，#0智慧農(nóng)業(yè)、#1大數(shù)據(jù)最為重要，不僅自2014年以來，相關(guān)文獻(xiàn)均有發(fā)表，維持相對研究熱度，而且相關(guān)的研究重點(diǎn)也最多，說明這兩個聚類對應(yīng)領(lǐng)域既具有基礎(chǔ)性特征，同時也處于熱點(diǎn)研究之中。聚類#2無人機(jī)、#3鄉(xiāng)村振興、#5深度學(xué)習(xí)、#6信息化、#7供應(yīng)鏈、#8云計算、#10智能化陸續(xù)從2015一2020年期間興起，并持續(xù)至今，說明這些主題也較為重要，尤其是自2020年以來，#5深度學(xué)習(xí)相關(guān)領(lǐng)域出現(xiàn)，攜帶圖像識別、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)增強(qiáng)等計算機(jī)領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)，成為智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域新興的研究方向。

2.3.3 領(lǐng)域前沿及發(fā)展趨勢

突發(fā)詞檢測運(yùn)用詞頻探測技術(shù)，通過分析關(guān)鍵詞在時間維度上的分布，識別出關(guān)鍵詞和主題詞中詞頻變化率最大的詞匯，并依據(jù)這些詞匯隨時間的變化趨勢，進(jìn)一步判斷前沿領(lǐng)域及發(fā)展趨勢[9]。圖5展示了按爆發(fā)年度排序的9個突發(fā)詞列表。

通過圖5，可以清晰地了解到某一關(guān)鍵詞的研究起始時間、其爆發(fā)強(qiáng)度大小、何時成為學(xué)術(shù)界關(guān)注的熱點(diǎn)，以及該熱點(diǎn)持續(xù)的時間范圍等相關(guān)信息[10]。

從爆發(fā)強(qiáng)度來看，強(qiáng)度最大的關(guān)鍵詞為大數(shù)據(jù)，于2019年首次出現(xiàn)，爆發(fā)強(qiáng)度為3.33；從爆發(fā)起止年份來看，2014一2018年的研究熱點(diǎn)多集中在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、戰(zhàn)略對策方面，更關(guān)注農(nóng)產(chǎn)品相關(guān)內(nèi)容；2018年之后，大數(shù)據(jù)、人工智能相關(guān)技術(shù)為智慧農(nóng)業(yè)相關(guān)研究提供了新的技術(shù)手段，低功耗、產(chǎn)業(yè)鏈成為研究熱點(diǎn)；2022年之后，數(shù)字經(jīng)濟(jì)、數(shù)字農(nóng)業(yè)開始逐漸成為智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

基于上述分析，近年來的技術(shù)前沿和發(fā)展趨勢主要集中在數(shù)字經(jīng)濟(jì)、數(shù)字農(nóng)業(yè)、人工智能以及大數(shù)據(jù)領(lǐng)域。

3結(jié)論

智慧農(nóng)業(yè)集合了大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等先進(jìn)技術(shù)，在農(nóng)業(yè)資源節(jié)約利用、農(nóng)業(yè)高效生產(chǎn)等方面具有天然優(yōu)勢，成為推動我國鄉(xiāng)村振興農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的重要動力。本研究對智慧農(nóng)業(yè)研究情況與研究熱點(diǎn)進(jìn)行分析，得到以下結(jié)論：

1）智慧農(nóng)業(yè)相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)文量與引文量整體均呈上升趨勢，其中，發(fā)文量最多的學(xué)科類別為農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)，同名期刊《農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)》發(fā)文量亦為最高。

2）關(guān)鍵詞熱點(diǎn)主要包括鄉(xiāng)村振興、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、深度學(xué)習(xí)、氣候智慧型農(nóng)業(yè)、無人機(jī)等。

3）研究熱點(diǎn)聚集智慧農(nóng)業(yè)、大數(shù)據(jù)、無人機(jī)、鄉(xiāng)村振興、物聯(lián)網(wǎng)、深度學(xué)習(xí)等多個主題，其中，大數(shù)據(jù)一直以來都是研究的熱點(diǎn)，深度學(xué)習(xí)及其相關(guān)技術(shù)自2020年起，逐漸成為智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的重要研究熱點(diǎn)。數(shù)字經(jīng)濟(jì)、數(shù)字農(nóng)業(yè)、人工智能以及大數(shù)據(jù)成為智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)前沿和發(fā)展趨勢。

智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域熱點(diǎn)技術(shù)繁多，這些技術(shù)促進(jìn)了農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，促使我國大步邁入農(nóng)業(yè)4.0新時代。為滿足實(shí)施智慧農(nóng)業(yè)的需求，加強(qiáng)基礎(chǔ)研究與技術(shù)創(chuàng)新尤為重要。在全新的發(fā)展格局中，有效應(yīng)對人口、資源、環(huán)境及市場等多方面限制，開辟一條符合中國國情的智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展路徑，是構(gòu)建社會主義現(xiàn)代化強(qiáng)國的必然選擇。

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作者簡介：曹夢琦（1996—），女，漢族，陜西藍(lán)田人，助教，碩士研究生，研究方向：信息可視化；田慧娟（1995一），女，漢族，山西大同人，助教，碩士研究生，研究方向：計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)。