基于CiteSpace的國內智慧農業研究熱點與趨勢分析*

孫麗萍，王 鋒，劉西允

（1.山東省棗莊市農業科學研究院，山東 棗莊 277800；2.棗莊職業學院，山東 棗莊 277800）

2021年年初，中共中央辦公廳發布的“一號文件”明確提出，鄉村振興過程中要實施數字鄉村建設工程，就要大力發展智慧農業，建立農業大數據管理體系，推動新一代信息技術與農業生產經營深度融合[1]。因此，未來的智慧農業發展方向應具體包括智能監測和診斷系統、智能節水灌溉系統、智能農業物聯網、智能預測和管理系統的建設和應用等多個方面[2]。近年來，我國也極力推動“互聯網+農業”工程，積極應用云計算、大數據、移動互聯網等現代信息技術，發展智慧農業、提高農業智能化水平[3]。集約化、現代化、專業化和組織化等多位一體的智慧農業發展模式，主要是通過創新資源要素的高效配置，推動“產學研”相互融合的科學研究效率，培育現代農業生產經營體系中的新型經營主體和農民企業家，最終實現多方共贏和可持續發展的“三農”目標[4]。目前，智慧農業相關研究方面綜述的文獻數量較少，特別是有關利用文獻計量與可視化方法方面的文獻綜述更是少見。因此，本文基于CiteSpace文獻數據分析軟件對中國知網（CNKI）知識數據庫中有關智慧農業研究文獻進行可視化分析，研究結論可以為智慧農業領域研究提供一定的借鑒和參考。

1 數據來源與研究方法

1.1 數據來源

本文選擇中國知網（CNKI）數據庫中的“中文核心”和“CSSCI”期刊，時間設置為起始年至2021年，其他選項設置為系統默認，以“智慧農業”為主題詞進行精確檢索。共檢索到相關文獻346篇，根據研究設計的標準和需要，去除與主題無關、無作者信息、編者按、會議通知和報道、相關研究單位介紹等與研究設計不符的文獻以及期刊征稿啟事等文獻，最終共獲得樣本論文284篇。最后，以Refworks格式全部導出其題錄數據，并以“download_001”為文件名保存為“txt”格式文件。

1.2 研究方法

本文選擇CiteSpace 5.7.R2（64-bit）文獻數據可視化分析工具，首先將之前導出的“download_001.txt”文件數據，利用CiteSpace分析軟件轉換為CiteS－pace 5.7.R2可識別的WOS格式。然后對CiteSpace 5.7.R2文獻可視化分析軟件進行參數設置，時間切片為2年，時間為2011-2021年，分析選項設置為“Keyword”（關鍵詞），閾值以及其他設置為系統默認設置。

2 研究熱點可視化分析

2.1 數據可視化

運用CiteSpace 5.7.R2文獻數據可視化軟件，分析智慧農業領域相關文獻中的關鍵詞共現情況，生成可視化知識圖譜（見圖1），其中熱點關鍵詞為304個，共有140個關鍵詞節點，185條節點連線，知識圖譜共現網路的網絡密度為0.0179。在共現知識圖譜中，關鍵詞節點的大小，表示該關鍵詞出現頻次的高低，其節點越大，該關鍵詞出現的頻次越高，這進一步說明該關鍵詞為該研究領域的研究熱點。據此可知，智慧農業領域的研究熱點為：智慧農業、物聯網、氣候智慧型農業、大數據、鄉村振興、農業現代化、農業物聯網和無線傳感器網絡等。

在智慧農業研究領域文獻關鍵詞共現網絡分析基礎上，選擇工具欄中的“Find clusters”選項，進行關鍵詞聚類。聚類算法為LLR，得到智慧農業領域研究文獻關鍵詞聚類知識圖譜（見圖2）。共得到8個聚類結果，即為當下智慧農業領域研究熱點主題，具體包括：智慧農業、物聯網、鄉村振興、信息化、互聯網+農業、無線傳感器網絡、數字經濟、氣候智慧型農業和第三次工業革命等九類。

2.2 研究熱點主題分析

2.2.1 聚類熱點關鍵詞分布

智慧農業研究領域文獻關鍵詞共現知識圖譜及其聚類知識圖譜，可視化反映了該研究領域的熱點及其主題情況。從每一個研究主題所包含的熱點關鍵詞情況來看，智慧農業聚類具體包含智慧農業、實現途徑、關鍵技術、實時監測、通信節點、網格型農業物聯網、Web應用、資源封裝、SOA網格技術和信息集成等關鍵詞；物聯網聚類具體包含物聯網、農業大數據、農業經營主體、農業科技、資源整合、人工智能、生產方式變革、農業生產方式和農業發展模式等關鍵詞；鄉村振興聚類具體包含鄉村振興、產學官合作機制、開放式創新、產業融合、農業政策、現代農業、智慧農機、農業機械化和農機社會化服務等關鍵詞；信息化聚類具體包含信息化、農業現代化、農業物聯網、信息感知和科技支撐等關鍵詞；互聯網+農業聚類具體包含互聯網+、都市農業、大都市經濟圈、農產品批發市場、農村信息、智慧農業、智慧城市、電子商務和農產品批發市場等關鍵詞；無線傳感器網絡聚類具體包含無線傳感器網絡、智慧農業、壓縮傳感、光載無線交換、遠程監控、分析平臺和光載無線交換等關鍵詞；數字經濟聚類具體包含數字經濟、精準農業、農業遙感、數字農業、3S技術、T-i框架、產業與治理數字化和數字產業化等關鍵詞；氣候智慧型農業聚類具體包含氣候智慧型農業、氣候變化、溫室氣體、西南地區、糧食安全和氣候變化等關鍵詞；第三次工業革命聚類具體包含第三次工業革命、可再生能源、新型城鎮化、三農問題和綠色農業等關鍵詞。

2.2.2 聚類主題分析

為了進一步了解當前智慧農業研究熱點主題情況，本文選擇了位于前5項的聚類主題進行詳細分析。

第1項聚類為智慧農業，該聚類研究主要是針對智慧農業的實現路徑以及關鍵技術所關注的主要問題進行了深入探討。具體的實現路徑是通過加快現代信息技術（物聯網和人工智能等）與農業產業深度融合，建立覆蓋一定區域范圍的智慧農業現代綜合服務信息系統，在大田種植和管理、園藝設施建設和維護、畜禽水產養殖和深加工等產業領域，探索和培育一套較為成熟的智慧農業發展新模式，逐步實現農業生產智能化、經營管理數據化和產業服務網絡化[5]。因此，要結合智慧農業高效與精準的特點，集物聯網、云計算和人工智能等關鍵技術，打造符合我國智慧農業通用信息技術體系，最終實現我國農業產業生產經營的智慧化[6]。

第2項聚類為物聯網，該聚類探討的是物聯網、大數據利用和農業產業生產方式變革等問題的研究。農業物聯網是一種用于連接農業生產過程中“人-機-物”的現代智能化網絡，它是物聯網信息技術在農業產業生產領域應用的進一步延伸，有力地促進了農業生產方式轉型升級和創新應用，將農業產業的全生產要素、全生產過程和全管理系統進行信息資源的有效整合，進而實現農業產業的可持續發展和信息化、智能化[7]。我國是歷史悠久的農業大國，依托物聯網技術手段實現農業現代化，可以有力促進我國農村產業轉型升級、農業生產方式變革和農業生產率提高，對于實現我國鄉村振興偉大戰略具有重要意義[8]。

第3項聚類為鄉村振興，該聚類探討了鄉村振興中的產業融合和現代農業等問題。鄉村振興戰略強調，應更加注重科技對農業發展的支撐和新農業科技的應用，從城鄉產業融合發展和新產業、新業態的視角來實現科技興農戰略，促進鄉村振興戰略的實現，以呈現農業產業高質量和可持續發展的新特征[9]。近些年，隨著鄉村振興五大發展理念的不斷深入，農村農業經濟高質量發展要求的不斷提升，從國家到地方，各類政策、規劃、發展綱要等，對農業機械化、現代化發展提出了信息化、智能化等綠色發展的新要求[10]。具體來說，可以通過“走出去”、“引進來”、農業機械化、農機服務社會化等途徑來實現鄉村振興[11]。

第4項聚類為信息化，該聚類主要探討了信息化對農業現代化的科技支撐問題。伴隨社會經濟發展過程中的工業化和信息化，我國農村農業經濟發展模式發生著深刻的變革，集中表現為我國的廣大農村地區正加速向現代化轉型[12]。國內學者主要從兩個大的方面，針對農業現代化與信息化協同發展問題進行較為深入的學術探討：一是通過對“四化”或工業化、城鎮化和綠色化協調發展的研究來間接反映農業現代化與信息化的協同發展問題；二是通過推動信息化和工業化深度融合、工業化和城鎮化良性互動、城鎮化和農業現代化相互協調，實現從城鎮化到農業現代化的產城融合發展方式[13]。

第5項聚類為互聯網+農業，該聚類主要聚焦于可再生能源和綠色農業相關問題的研究。生態家園的發展模式反映了現代智慧農業的本質要求，它們把農業現代化發展推向了新的高度，其中的內涵不僅包含先進農業技術，而且還包含了綠色農業和可再生能源等現代農業的最高成就，是中國特色農業現代化道路唯一正確的選擇[14]。因此，為了營造綠色化和可持續發展的農業環境，必須選擇綠色農業技術、可再生能源技術和農業生產清潔技術，走生態農業、高效農業、特色農業的發展道路，構建循環型農業發展模式，實現農業農村地區社會、經濟和自然三者的和諧[15]。

3 研究趨勢可視化分析

3.1 數據可視化

關鍵詞時間線知識圖譜，有助于了解智慧農業相關研究領域的知識演進過程，進而掌握該研究領域的前沿動態及未來發展趨勢。在智慧農業文獻關鍵詞聚類的前提下，在控制面板“layout”中，選擇“Timeline View”的選項，繪制出智慧農業關鍵詞時間線知識圖譜（見圖3）。據圖3可知，近年來新的研究熱點主要有科技支撐智能農業、鄉村振興全產業鏈、農業4.0、數字鄉村、一體化農業體系等。

智慧農業是新型信息技術與農業生產、經營、管理和服務全產業鏈的“生態融合”和“基因重組”，在鄉村振興戰略的時代背景下，農業智慧化將滲透到農業農村發展的方方面面，真正實現人與自然的智慧融合、人與人的智慧交流、鄉村與城市的發展互融。

對智慧農業研究文獻關鍵詞時間線圖進行深度剖析，可以分析總結智慧農業領域未來研究的發展趨勢。目前，我國智慧農業發展主要集中在四個方面：農業基礎資源管理、農產品生產管理、農產品質量監督管理、農產品物流銷售管理，雖然已經取得了長足的進步，但還存在著諸多的不足，這些不足也為我們未來智慧農業的發展指明了方向。

3.2 研究趨勢分析

一是智慧農業全產業鏈發展問題。目前，智慧農業發展的制約因素主要有農業信息管理平臺信息共享及其接口不統一、信息系統硬件設備不統一、計算機軟硬件設施價格居高不下且產品性能不穩定。未來，智慧農業全產業鏈的各種基礎設施必將得到系統優化和全面發展，真正為提高農業產業效益提供科技支撐、真正將信息感知的人工智能技術應用于提高農業信息化水平，實現物聯網背景下的信息集成和精準識別，最終實現農業農村社會經濟的可持續發展。

二是智慧農業基礎設施建設問題。推動加快農業農村現代化發展，推進農村農業生產經營管理標準化、信息化和一體化，需要以農業大數據信息技術平臺的基礎設施的支持，如互聯網+農業機械化、智能農業和數字鄉村等基礎設施的建設。在此基礎上，新型農業農村發展和新型職業農民培育，將會逐步取代傳統農業發展方式和傳統農戶經營主體，借助物聯網、大數據及信息標準化技術，實現農村農業的數字化、智能化發展。

三是數字農業的繼續推進問題。現階段，數字農業的長足發展為智慧農業奠定了堅實的基礎，雖然我國數字農業事業發展已經取得一定的進步，但還存在著一些深層次的問題，尤其表現在農業數據資料質量良莠不齊和農業產業發展過程數據較為匱乏等。在我國各級政府部門的不斷推動下，我國數字農業事業將得到持續發展，數據管理標準化和一體化將逐步實現，數字治理將進一步延伸，數據有效性將進一步提高。