基于CiteSpace的大數據應用在智慧城市領域研究現狀

摘 要：為探究大數據在智慧城市領域的應用現狀，采用文獻可視化工具CiteSpace對中國知網（CNKI）自2013年至2023年的相關文獻進行系統梳理和定量分析，通過構建基于發文時間、研究機構、核心作者、關鍵詞等核心信息的知識圖譜，旨在揭示該領域的研究熱點和發展趨勢。研究發現，自2013年起，關于大數據在智慧城市領域的應用研究整體呈增長態勢，相關研究論文數量迅速攀升，同時形成密集的小規模合作網絡。關鍵詞共現和聚類分析顯示，大數據應用在智慧城市中的電子政務、養老服務、自然資源、城市規劃、軌道交通、電力、醫療等領域發揮重要作用。目前，城市治理、應急決策和信息安全已成為智慧城市領域備受矚目的研究焦點。

關鍵詞：大數據；智慧城市；信息化；CiteSpace

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2025）02-0130-05

Research Status on the Big Data Application in the Field of Smart City Based on CiteSpace

LI Xin， HONG Haochun， YANG Ke

（PowerChina Urban Planning and Design Institute Co.， Ltd.， Guangzhou 511400， China）

Abstract： In order to explore the application status of Big Data in the field of smart city， this paper uses the literature visualization tool CiteSpace to systematically sort out and quantitatively analyze the related literature from CNKI from 2013 to 2023. By constructing a Knowledge Graph based on core information such as publication time， research institutions， core authors， and keywords， this paper aims to reveal the research hotspots and development trends in this field. The research finds that since 2013， the application research of Big Data in the field of smart city has shown an overall growth trend， and the number of related research papers has risen rapidly， while forming a dense small-scale cooperation network. The keyword co-occurrence and cluster analysis show that big data application plays an important role in the E-government， elderly service， natural resources， urban planning， rail transit， electricity， medical care， and other fields in smart city. At present， urban governance， emergency decision-making and information security have become the research focuses in the field of smart city.

Keywords： Big Data; smart city; information; CiteSpace

DOI：10.19850/j.cnki.2096-4706.2025.02.024

0 引 言

隨著全球城市化進程的不斷演進，因前期城市規劃缺失或不足帶來的“城市病”不斷涌現，給城市的運行和管理帶來了巨大挑戰。例如，各管理部門未統籌規劃導致道路重復建設和反復開挖，進而引發了“馬路拉鏈”現象；私家車數量的大幅增長與不合理的交通規劃相互作用，進一步加劇了交通擁堵的嚴重程度；電力供需矛盾也導致了城市電力供給不足的問題。為了應對諸多挑戰，城市管理者嘗試運用信息技術手段構建智慧城市，以提高城市運行效率和生活質量，改善人居環境。在此背景下，大數據技術因其強大的數據處理和分析能力，成為推動智慧城市發展的關鍵力量。甄峰等[1]認為大數據具備為智慧城市研究和規劃提供新的數據思維和理念的潛力，這可以加強城市管理者在分析和解決城市問題方面的能力；尹騰騰[2]等指出大數據技術時刻存在于智慧化城市建設過程及建設評估中，并對推進我國智慧化城市建設提出建議；LI [3]等通過對傳感器產生的海量數據進行分析，提出了一種以云計算和數據挖掘為重點的大數據處理策略。

目前，大數據應用在智慧城市領域中的研究熱點分布廣泛，但對于該領域的特征和整體脈絡分析尚相對不足。本文基于中國知網（CNKI）數據庫，以2013年至2023年為時間范圍，著重關注國內關于大數據技術在智慧城市領域研究的文獻，通過對發文數量、研究機構、核心作者、研究熱點的定量圖譜分析，總結歸納出該領域的研究現狀和發展趨勢，旨在為未來智慧城市領域大數據研究提供參考依據。

1 研究方法與數據來源

1.1 研究方法

文獻計量學是利用數學和統計學方法，定量分析參考文獻，集數學、統計學、文獻學于一體的交叉學科[4]。CiteSpace軟件是一款引文可視化分析軟件，具備多數據庫格式相互轉換、圖譜動態調整、聚類算法優化等功能，被廣泛用于知識圖譜可視化分析[5]。本研究采用文獻計量學分析方法，借助CiteSpace為主要的分析軟件，對涵蓋“大數據”和“智慧城市”主題的420篇文獻進行計量分析，以揭示其研究熱點和發展趨勢。通過定量統計和聚類分析，根據期刊發文總量、研究機構、作者信息、熱點關鍵詞等方面，構建可視化知識圖譜，直觀呈現大數據技術在智慧城市領域的研究信息，深入理解其研究格局和動態。

1.2 數據來源

本研究將中國知網（CNKI）作為主要的文獻檢索來源，以“大數據”和“智慧城市”為主題詞，檢索時間范圍為2013年1月至2023年12月，檢索范圍包括SCI、CSSCI、EI、北大核心和CSCD，共檢索出681篇文獻記錄，將原始數據經過人工識別和篩選，排除會議記錄、新聞報道和書籍等非研究性文獻及與本研究相關性較低的文獻后，最終篩選出420篇論文作為本次研究的分析對象。

2 研究基本情況統計分析

2.1 發文數量及時間分布

如圖1所示，大數據應用在智慧城市領域的研究態勢呈現出倒U型曲線。2012年年底，住房和城鄉建設部發布《關于開展國家智慧城市試點工作的通知》等相關政策，為我國智慧城市建設拉開了序幕并奠定了基礎。2013年至2014年，隨著政策的引導和推動，該領域的研究論文發表數量迅速增加，反映出學術界對智慧城市的高度關注。2015年至2019年，相關文獻數量呈現出穩步上升的趨勢，年度發文量在2020年迎來高峰后有所回落，但2021年發文量仍有51篇，保持著相對較高的研究活動水平。2022年，年度發文量迅速跌落至23篇，2023年略有上升，表明學者對該領域的關注正在復蘇。

2.2 研究機構合作網絡分析

圖2為研究機構共現圖譜。從發文量來看，南京大學建筑與城市規劃學院以13篇發文數量位居榜首，其次是中國人民大學信息資源管理學院（11篇）和武漢大學信息資源研究中心（9篇）。在機構的地域分布上，主要集中在華中、華東、華北和西南地區，其中北京、南京、武漢和成都等城市的機構較多，反映了這些城市的智慧城市建設水平較高，研究機會較多。在機構合作網絡方面，主要呈現出同地區高校之間的合作為主，同時也有高校與國家級研究機構的深度合作，以及少數企業和國外機構合作的情況，這些機構反映了國內當前的研究合作主要圍繞城市規劃、測繪遙感和地理信息系統等領域的高校展開，形成了跨院校、跨地區、跨國家的合作態勢。

2.3 核心作者分析

根據普萊斯定律（Principle of Least Squares）[6]，通過計算作者的發文量推算出核心作者的閾值，計算公式如下：

其中，Mp指核心作者最低發文量，Npmax指作者最大發文量。根據此計算，以第一作者（包括獨立作者）發文的最高發文量為9篇為例，計算得到Mp≈2.247，即發表3篇及以上論文的作者可認為是該領域的核心作者。經統計，符合這一標準的作者共有11位，共發表文獻量52篇，占所選文獻總數的12.29%，與普萊斯定律的50%差距較大，說明該領域的研究還處于起步階段，尚未形成穩定的核心作者群體。

3 研究熱點分析

通過對關鍵詞的共現分析，提煉出大數據應用在智慧城市研究中的關鍵主題，揭示了該領域的研究熱點和發展趨勢，得到圖3關鍵詞共現聚類圖。由圖3可知，智慧城市、大數據、城市治理、云計算、電子政務的中心性和出現頻次較高，且出現的年份較早，并對其他關鍵詞有輻射作用，如城市規劃、數據挖掘、應急決策等。由此可見，該領域的研究熱點主要集中在以下幾個方面：

1）大數據在智慧城市應用廣泛，為電子政務、養老服務、自然資源、城市規劃、交通、電力、醫療等領域提供了有效的解決方案，數據資源的整合和利用對于提升城市服務的質量和效率至關重要，大數據的發展為城市變革提供了強大的支持[7]。

2）在大數據時代，云平臺的建設有助于實時監測和應對城市問題，利用人工智能制定應急預案，主要應用于自然資源管理、停車運維管理、軌道交通管理和城市規劃等領域。云平臺作為智慧城市的基礎設施，是智慧城市建設的重要組成部分，通過構建時空云平臺，有效降低政府運營成本和工作量，提高服務效率，促進資源和服務的有機整合[8]。

3）實現城市治理目標需要充分掌握治理對象的各類信息，大數據為城市治理提供了數據與技術支撐，有助于科學決策和部門協作，基于大數據的城市治理能力，可以識別城市運行狀態、輔助城市治理決策并監督城市治理全過程[9]。

4）大數據和物聯網的交融應用可提高城市運行效率，通過先進技術和數據驅動，優化交通流動、合理分配醫療資源、實時監控貨物調度、優化供電策略等，以實現智慧交通、智慧醫療、智慧城市管理、智慧物流、智慧電網等領域的解決方案[10]。

4 研究趨勢分析

通過關鍵詞時區圖，直觀地展示了大數據在智慧城市研究中的關鍵主題的演進趨勢，如圖4所示。根據圖1和圖4，將該領域的研究分為以下三個階段：

1）起步探索階段（2013—2014年）。這一階段屬于大數據和智慧城市領域的萌芽期，研究成果數量較少，僅有43篇，但增長速度達到了4倍以上。2012年住房和城鄉建設部發布了《關于開展國家智慧城市試點工作的通知》，為智慧城市建設奠定了政策基礎。2013年，智慧城市、大數據、電子政務、頂層設計、開放數據等研究熱點同時出現，反映了學術界對該領域的初步探索和關注。

2）發展強化階段（2015—2020年）。這一階段是大數據和智慧城市領域的發展期，研究熱點不斷涌現，涵蓋了多個方面。在“城市病”日益嚴重的背景下，城市治理、物聯網、應急決策、公共管理、人工智能、云平臺、數字經濟、數字孿生、區域創新、應急疏散等熱點關鍵詞逐年浮現，表明研究重點主要集中在運用大數據對公共資源進行優化配置，以滿足社會需求的增長。其中，大數據、云計算和城市治理等關鍵詞的時間跨度最長，是該領域持續的研究熱點。

3）深化研究階段（2021年至今）。這一階段是大數據和智慧城市領域的深化期，研究成果在下降后有所回升，但仍低于歷史水平。隨著大數據和智慧城市的不斷演進，研究熱點逐漸轉向城市公共安全風險、數據管理、信息共享、數據開放、數字經濟等方面，更加注重智慧城市建設的安全化、智能化、網絡化、開放化發展[11]。

突現詞是指在某一特定時間段內頻繁出現的關鍵詞，通過對突現詞的分析，了解到該階段的研究熱點和時序變化。通過CiteSpace軟件中Burstness功能得到突現詞圖譜，如圖5所示。由圖5可知，云計算是較早出現并引起學術關注的主題；信息安全、城市治理、城市大腦和塊數據是近年來受到廣泛關注的研究主題。圖譜中突現強度前五名的關鍵詞依次為城市治理、物聯網、城市大腦、云計算、數字孿生。這表明大數據技術在智慧城市中的應用呈現出動態變化，由最初的云計算到如今的信息安全，反映了社會需求的持續演變和研究熱點的轉移。現階段，大數據與物聯網、云平臺等信息技術相互融合，為城市治理和信息安全提供技術支撐。

5 結 論

本文通過對大數據應用在智慧城市領域研究的多維度分析，深入探討了該領域的關注熱點和發展趨勢，主要研究結論如下：

1）自2013年起，大數據應用在智慧城市領域的研究整體呈現增長態勢，顯示了國內學術界和產業界對該領域的持續關注和興趣。各行業對該領域的研究充滿熱情，已形成一定規模的合作網絡，但尚未形成核心作者群。

2）從關鍵詞熱點分析和時區演進可知，電子政務、大數據、云平臺、城市治理、城市安全、人工智能、信息安全等是該領域的核心熱點，反映了智慧城市建設的重要主題和發展方向。

3）智慧城市的建設是建立在數據應用和共享的基礎之上，大數據是必要的支撐和保障，數據信息共享是其目標得以實現。然而，從當前數據應用和共享的安全性角度來看，數據孤島問題仍然存在，數據泄露的風險也不容忽視。因此，在智慧城市規劃中，應建立健全完善的信息安全體系和信息共享機制，確保數據的安全和有效利用。

4）在智慧城市領域中，大數據與物聯網、人工智能、云計算等技術與城市規劃緊密結合、相互促進，未來應加強跨學科合作和國際交流，可為該領域提供更廣闊的專業和國際視野，有助于更好地探索大數據在智慧城市領域的多元化應用和全球化影響。

參考文獻：

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[2] 尹騰騰，郝爰飛，陳宇.以大數據為導向的數字城市規劃方針和實踐應用——評《城市規劃中的大數據應用與實踐》 [J].中國科技論文，2023，18（5）：581.

[3] LI D R，CAO J J，YAO Y. Big Data in Smart Cities [J].Science China（Information Sciences），2015，58（10）：179-190.

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[10] 王傳家.物聯網與大數據技術在智慧城市中的應用 [J].電子技術，2023，52（7）：68-69.

[11] 鄭子淇.大數據在新型智慧城市規劃中的應用 [J].中國住宅設施，2023（8）：84-86.

作者簡介：李鑫（1997—），女，漢族，吉林通化人，中級工程師，碩士，研究方向：智慧城市、大數據、信息系統項目管理。

收稿日期：2024-06-17