智慧農業研究熱點可視化分析

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：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業的深度融合發展，推動了第三次農業綠色革命一農業的數字革命，使農業進入了網絡化、數字化、智能化發展的新時代[。智慧農業以信息、知識與裝備為核心要素，在現代農業科技競爭中發揮著關鍵作用，成為現代農業發展的重要方向[2]。大力發展智慧農業，有助于我國農業生產的精細化和高效化。因此，識別智慧農業領域研究熱點，對農業發展具有重要意義。

本文以中國知網（CNKI）收錄的2014—2024年間智慧農業相關學術文獻為數據來源，將文獻計量與可視化分析方法相結合，利用VOSviewer與CiteSpace分析工具，進行文獻整體分析、關鍵詞熱點分析、研究領域熱點分析。在文獻整體分析中，關注文獻在不同年份的發文量和引文量，以及文獻在不同學科類別與期刊的產出情況；在關鍵詞熱點分析中，通過關鍵詞共現網絡獲取不同時間節點下的熱點關鍵詞；在研究領域熱點分析中，結合文獻主題聚類圖譜，時間線圖譜以及探測到的突發詞信息，揭示熱點研究領域及研究趨勢。

1數據來源及研究方法

1. 1 數據來源

本研究將中國知網中智慧農業相關學術論文作為數據來源。為獲取更全面的檢索結果，在中國知網以“智慧農業”為關鍵詞進行“篇關摘”檢索，設定學術期刊為檢索范圍，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、簡訊等無關文獻，共得到待分析文獻701篇。

1.2 研究方法

VOSviewer軟件能夠快速構建關鍵詞共現網絡圖譜，在識別相關領域研究熱點與演變趨勢方面優勢顯著。CiteSpace軟件憑借其獨特的學科共現和共引分析功能，能夠構建共引聚類的科學圖譜以及時間線圖譜，快速挖掘出相關領域的研究主題和發展趨勢[3]。

本研究綜合運用VOSviewer軟件（1.6.20）和CiteSpace軟件（6.3.R1）對701篇智慧農業相關文獻進行分析，結合發文時間深入挖掘，并通過可視化的方式進行直觀呈現。使用VOSviewer選定62個關鍵詞，構建關鍵詞共現圖譜，以分析不同時間節點智慧農業領域的研究熱點。使用CiteSpace進行主題聚類、時間線圖譜分析、突發詞檢測分析，以分析智慧農業領域相關研究主題、研究熱點演進、前沿領域和發展趨勢。

2 數據分析結果

2.1 文獻整體分析

智慧農業相關文獻年度發文量與引文量如圖1所示，一般情況下，認為某領域發文量情況能夠反應該領域受關注程度及發展情況，被引頻次則反映出文獻的學術影響力。由圖可知，2014一2024年間，國內智慧農業相關文獻發文情況與引文情況整體呈遞增趨勢。其中，2019年之前，發文量遞增幅度較為平緩，屬于穩定發展階段，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年產生波動，2019年之后開始快速遞增并于2022年已經超過2500次。

圖1智慧農業相關文獻的發表與被引用次數年際變化

基于2014一2024年CNKI數據庫，列出了智慧農業論文發表量最多的前十個學科類別及相關期刊。由表1所示，智慧農業作為一個跨學科的研究熱點，涉及的學科類別分布廣泛，包括農業經濟類別、計算機軟件及計算機應用類別、農業基礎科學類別、信息經濟與郵政經濟類別等；學術期刊《農業經濟》《江蘇農業科學》《農機化研究》和《農業工程學報》發表智慧農業相關論文數量較多，均超過30篇。

表12014—2024年智慧農業發表論文數量排名前10的學科類別和期刊

2.2 關鍵詞熱點

利用VOSviewer分析2014—2024年智慧農業相關文獻，生成如圖2所示的關鍵詞共現網絡。其中，圓圈代表不同的關鍵詞，圓圈越大代表該關鍵詞出現的頻次越高；圓圈之間的連線代表關鍵詞之間的共現關系，線的粗細表示共現頻次的高低；不同顏色編碼了關鍵詞平均出現的年份。

圖22014—2024年智慧農業相關文獻關鍵詞的共現網絡

從圖中可以看出，核心關鍵詞主要包括鄉村振興、物聯網、大數據、農業現代化、深度學習、氣候智慧型農業、無人機等。通過顏色映射可直觀得出，2021年之前，研究領域多聚焦于物聯網、大數據、信息化、智慧城市等方面，其中，物聯網與大數據的共現關系更為緊密。此后，一方面深度學習日趨火熱，包括與其相關的圖像識別、神經網絡、圖像處理、注意力機制、目標檢測、卷積神經網絡等技術為智慧農業領域注入了新的活力；另一方面，以鄉村振興為首，與農業農村現代化、數字技術、數字鄉村、數字經濟相關聯的研究成為熱點。

2.3 研究領域熱點

2.3.1 主題聚類分析

根據關鍵詞的關聯程度進行聚類分析，能夠識別關鍵詞的不同主題類別。在關鍵詞主題聚類分析中，模塊值 （ Q 值）與平均輪廓值（S值）是兩個關鍵性指標，用于判定聚類結果是否有效。一般來說，當 Q gt;0.3 時，意味著基于關鍵詞劃分獲得的聚類結構顯著；當 S?0.7 時，說明該聚類結構的效率及其信服力較高[4。在對智慧農業相關文獻數據進行聚類以獲得的關鍵詞聚類網絡知識圖譜中， Q=0.853 2 ，說明該關鍵詞聚類結構顯著， S=0.973 3 ，說明該關鍵詞聚類結構的效率和可信度較高，即，該聚類結構是合理的。圖3為2014一2024年智慧農業相關文獻主題聚類結果，圖中所示的11個聚類體現出了智慧農業領域的主要關注方向，按照聚類大小排序分別為：智慧農業、大數據、無人機、鄉村振興、物聯網、深度學習、信息化、供應鏈、云計算、互聯網、智能化。

圖32014—2024年智慧農業相關文獻主題聚類

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

表2智慧農業文獻主題聚類及其關鍵詞

在主題聚類圖譜中，#0智慧農業和#1大數據中包含的關鍵詞較多，即這兩部分一直是研究的重點內容。#2無人機也是一個重要的研究內容，其在農業領域逐漸應用擴展，能夠實現精準植物保護、遙感探測等需求，在農業機械播種、施肥、采摘等環節發揮重要作用[。#3鄉村振興戰略依靠現代信息技術與農業深度融合[7]。#4物聯網技術廣泛應用在智慧農業領域，極大推進我國農產品、產業鏈發展，包含智慧果園等現代化生產模式。#5深度學習技術已經成為農業發展過程中的一項重要支撐技術，在農業大數據智能分析處理中發揮重要作用[8]。

2.3.2 研究熱點演進

高頻關鍵詞可用于反映研究內容和研究熱點，其在不同年份的出現或消失，揭示了研究熱點隨時間的變化趨勢。為了探究智慧農業領域研究熱點的演變，在主題聚類分析的基礎上，以引文發表年份為橫軸（X軸），聚類名稱為縱軸（Y軸），繪制了如圖4所示的智慧農業研究熱點時間線圖譜。該圖譜中，各聚類的高頻關鍵詞依據其出現的時間點被置于相應位置，直觀地展示了聚類內部關鍵詞隨時間的發展變化。

如圖4所示，從聚類的大小及時間線來看，#0智慧農業、#1大數據最為重要，不僅自2014年以來，相關文獻均有發表，維持相對研究熱度，而且相關的研究重點也最多，說明這兩個聚類對應領域既具有基礎性特征，同時也處于熱點研究之中。聚類#2無人機、#3鄉村振興、#5深度學習、#6信息化、#7供應鏈、#8云計算、#10智能化陸續從2015一2020年期間興起，并持續至今，說明這些主題也較為重要，尤其是自2020年以來，#5深度學習相關領域出現，攜帶圖像識別、神經網絡、數據增強等計算機領域相關技術，成為智慧農業領域新興的研究方向。

2.3.3 領域前沿及發展趨勢

突發詞檢測運用詞頻探測技術，通過分析關鍵詞在時間維度上的分布，識別出關鍵詞和主題詞中詞頻變化率最大的詞匯，并依據這些詞匯隨時間的變化趨勢，進一步判斷前沿領域及發展趨勢[9]。圖5展示了按爆發年度排序的9個突發詞列表。

通過圖5，可以清晰地了解到某一關鍵詞的研究起始時間、其爆發強度大小、何時成為學術界關注的熱點，以及該熱點持續的時間范圍等相關信息[10]。

從爆發強度來看，強度最大的關鍵詞為大數據，于2019年首次出現，爆發強度為3.33；從爆發起止年份來看，2014一2018年的研究熱點多集中在現代農業、戰略對策方面，更關注農產品相關內容；2018年之后，大數據、人工智能相關技術為智慧農業相關研究提供了新的技術手段，低功耗、產業鏈成為研究熱點；2022年之后，數字經濟、數字農業開始逐漸成為智慧農業領域的研究熱點。

基于上述分析，近年來的技術前沿和發展趨勢主要集中在數字經濟、數字農業、人工智能以及大數據領域。

3結論

智慧農業集合了大數據、物聯網、人工智能等先進技術，在農業資源節約利用、農業高效生產等方面具有天然優勢，成為推動我國鄉村振興農業現代化發展的重要動力。本研究對智慧農業研究情況與研究熱點進行分析，得到以下結論：

1）智慧農業相關文獻發文量與引文量整體均呈上升趨勢，其中，發文量最多的學科類別為農業經濟，同名期刊《農業經濟》發文量亦為最高。

2）關鍵詞熱點主要包括鄉村振興、物聯網、大數據、農業現代化、深度學習、氣候智慧型農業、無人機等。

3）研究熱點聚集智慧農業、大數據、無人機、鄉村振興、物聯網、深度學習等多個主題，其中，大數據一直以來都是研究的熱點，深度學習及其相關技術自2020年起，逐漸成為智慧農業領域的重要研究熱點。數字經濟、數字農業、人工智能以及大數據成為智慧農業領域的技術前沿和發展趨勢。

智慧農業領域熱點技術繁多，這些技術促進了農業產業發展，促使我國大步邁入農業4.0新時代。為滿足實施智慧農業的需求，加強基礎研究與技術創新尤為重要。在全新的發展格局中，有效應對人口、資源、環境及市場等多方面限制，開辟一條符合中國國情的智慧農業發展路徑，是構建社會主義現代化強國的必然選擇。

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作者簡介：曹夢琦（1996—），女，漢族，陜西藍田人，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：計算機應用技術。