美國國防氣象衛星（DMSP）計劃主題文獻計量分析

■ 張伊 馬杰

國防氣象衛星的應用范圍很廣，在天文學、遙感、影像學、地球科學、環境科學、生態學，甚至公共環境衛生和城市規劃中都發揮了重要作用，國內更偏向于研究其在經濟發展中的度量作用。

1 數據來源及統計方法

美國在20世紀60年代初開始實施的 “國防氣象衛星（DMSP）計劃 ”中，其通過載有多用途傳感器的衛星所得到的數據于1970年代開始解密，并大量應用于后來的科學研究和業務發展中。本文分別利用中國知網和Web of Science平臺，對1970年代以來DMSP主題文章進行檢索和分析。中國知網檢索方式為全文包含DMSP（詞頻設定為3）同時包含衛星的學術期刊，命中該領域中文文獻1131篇（檢索日期：2022年6月1日）。Web of Science平臺SCI-E數據庫采用檢索式為TS=“Defense meteorological satellite program”，學科類別及年限不限，檢索命中文獻908篇（檢索日期：2022年6月1日）。

2 統計結果和分析

2.1 研究總量增長趨勢

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

分析SCI-E數據庫和中國知網1975—2021年國防氣象衛星應用領域研究論文數量年度變化趨勢（圖1）。從SCI-E數據庫看，可將論文增長分為五個階段：第一個階段為1975—1989年，該領域的研究處于起步階段，論文增長速度緩慢，年均不足0.5篇；第二個階段為1990—1999年，研究成果初現，從1990年的3篇/a震蕩上升至1999年的18篇/a；第三個階段為2000—2012年，該階段發文量平穩，年均產出量穩定在22篇，其中2006—2008年出現上漲小高峰；2013—2017年，較上一階段呈明顯上升趨勢，2017年達到頂峰，產出量高達71篇/a；2017—2021年為持續高產期，年均產出量維持在61篇/a；中文文獻比SCI-E起步稍晚，可分為三個階段：第一階段為1979—1997年，該階段發文量較少，平均不足2篇/a；第二階段為1998—2012年，論文產量緩慢上升；第三個階段為2013至今，論文數顯著上升，從2014年的年產24篇激增到2021年的183篇，創1979年來最高。

圖1 1975—2021年DMSP研究論文數量年度變化趨勢

2.2 DMSP主題SCI-E文獻國家（地區）和機構產出及其影響力分析

分析1975年以來DMSP主題論文產出、被引次數和h指數等指標的國家分布（表1）可以看出，美國排名第一，占發文總量的62.11%，h指數為76，影響力最大。中國大陸排名第二，占發文總量的31.83%，h指數為46。DMSP作為美國軍方的氣象衛星計劃，得到中國學者的認可，基于該衛星數據開展了大量研究，其中，中國臺灣地區發表的論文篇均被引最高，達41.13次，但產出量未能進入前十。

表1 SCI-E數據庫DMSP主題論文產出量排名前十的國家（地區）及其影響力

從機構產出上看（表2），論文產出量排名前十的機構均為中國和美國機構，其中中國科學院發文量最高，美國機構則包攬前十的其他位置。分析高產出機構論文合作信息可知，美國國防部門通過與高校和科研機構合作，發展和促進國防氣象衛星的研究和應用，取得較多成果。

表2 SCI-E數據庫DMSP主題論文產出排名前十的機構

從文獻資助的角度分析（表3），中國國家自然科學基金資助論文占總資助量的20.7%，比排名第二的美國國家自然科學基金和第三名的美國國家航空航天局的總和還多，反映了中國基礎研究對DMSP數據的應用程度。

表3 SCI-E數據庫DMSP主題論文主要資助機構

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創刊于1896年，是國際地球物理學界高影響期刊之一。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、麻省理工學院的Rich和美國空軍研究院的Burke發文量并列第一，其中Elvidge為第一作者的文章合計被引次數超過2000次，在領域內有很高的影響力。高產作者多集中于美國的空軍研究實驗室和高校，產出15篇以上的高產作者有9位，其中有兩位是華人學者。表6給出了被引次數最高的前10篇論文，學科分布廣泛。

表4 SCI-E數據庫刊載DMSP主題論文的主要期刊

表5 SCI-E數據庫DMSP主題論文高產作者

表6 SCI-E數據庫DMSP主題論文高被引論文（引用次數≥300）

DMSP主題SCI-E論文學科類別分析結果表明，DMSP在天文學、遙感、影像學、地球科學、環境科學、生態學，甚至公共環境衛生和城市規劃中都發揮了重要作用。

2.3 DMSP主題中文文獻和機構產出及其影響力分析

表7展示了中文文獻的主要產出機構，論文產出量排名前十的機構中，中國科學院系統、武漢大學、北京大學、北京師范大學等在國際上有高被引或發文量多的機構，國內排名也在前列。值得一提的是，南京信息工程大學、南京大學憑借DMSP衛星數據的應用，也進入前十之列。

表7 中國知網DMSP主題論文產出較多的機構

作者方面（表8），東南大學經濟管理學院劉修巖以11篇位列第一，凸顯國防氣象衛星在經濟學領域中的應用。武漢大學李熙排名第二，來自北京師范大學等院校的研究人員并列第三。國內研究人員主要來自大學和大學建設的國家及省部級重點實驗室，研究領域多為地理學和測繪學、經濟管理與可持續發展、環境科學與資源利用、氣象學等交叉學科，可見衛星在多個交叉領域中的運用。國內的文章雖多，但是學者產出比較分散，尚未出現像國外頂尖學者30篇以上高產出和高被引的情況。對比中國學者在國際期刊中的亮眼表現，可能與國內頂尖學者更傾向在國際期刊發文有關。

表8 中國知網DMSP主題論文高產作者

3 結果討論

總體而言，自2017年起，國防氣象衛星應用領域的科研成果進入產出高峰期，較之于同時期的國際科研成果，國內科研成果數量上升勢頭迅猛；在國防氣象衛星應用領域，中美兩國最為活躍，科研成果非常豐富；從機構支持和項目支撐分析來看，中國的資助最多，體現了我國對該衛星數據應用的重視；就研究領域來說，國防氣象衛星的應用范圍很廣，在天文學、遙感、影像學、地球科學、環境科學、生態學，甚至公共環境衛生和城市規劃中都發揮了重要作用，國內更偏向于研究其在經濟發展中的度量作用；從研究合作機制上說，美國國防部門與科研機構緊密合作，為我國僅大學及其下設重點實驗室參與的科研思路提供一定的借鑒意義。另外，在此領域有較多有建樹的華人學者，加強此領域的華人與國內學者合作可以更好提升科研水平，促進成果分享給予希冀。