国内气象服务研究中的公共气象服务主题分析

赵卓宁, 敬枫蓉, 肖天贵

(成都信息工程学院,四川成都610225)

0 引言

公共气象服务是气象部门使用各种公共资源和公共权力向政府、社会、公众和生产部门提供气象信息和技术服务的过程[1]。公共气象服务由决策气象服务、公众气象服务、专业气象服务和气象科技服务组成[2]。2008年5月中国气象局公共气象服务中心成立,标志着公共气象服务已成为政府公共服务体系的重要组成部分。随着公共气象服务在防灾减灾、应对气候变化、服务经济社会发展和保障人民安全福祉上日益成为重要的公共服务资源[3],在政府职能转变和社会对气象部门公共服务需求的牵引下,公共气象服务研究主题逐步从气象服务研究中突显出来,公共气象服务研究内容与其先前的气象服务研究虽有着密切联系,但存在研究边界模糊、研究层次交错的状况,有必要探究公共气象服务研究主题的层次性和交叉性,以促进公共气象服务研究未来的发展。

公共气象服务是气象服务研究的重要主题之一。在理论研究上,学者对气象服务的经济属性、公益属性、社会属性等进行了广泛关注和研究,取得了气象经济学[3-4]、气象服务学[5-6]、现代气象服务[7]等重要学术成果,为公共气象服务研究奠定了理论基础。在实践上,公共气象服务是从气象服务发展中逐渐独立出来的业务领域,服务对象涉及面广泛,相关实践总结的研究文献内容分散、数量众多,有必要通过文献研究梳理气象服务研究中公共气象服务及相关主题的发展状况,以明确近年来业务实践中公共气象服务与气象服务研究的关系,这对促进公共气象服务及其学科的发展具有重要的现实意义。

1 数据与方法

1.1 数据来源

在中国知网(http：//www.cnki.com.cn)的“中国学术期刊网络出版总库”中,以“气象服务”为主题,检索2010年以前出版的中国学术期刊全文数据库共得3490篇论文。剔除作者不明、征文、简讯、会议发言稿等文章。按此条件1985年以前发表的219篇被剔除,如表1所示。

其余3271篇文献逐年按上述条件进一步剔除期刊征稿、领导讲话、书摘、新闻报道、科普文稿等,最终得到1439篇,如表2所示。

表1 1985年前以“气象服务”为主题论文发表情况

表2 对“气象服务”文献的筛选情况

1.2 研究方法

知识图谱方法属于文献计量学范畴,主要包括引文分析、共被引分析、词频分析、因子分析、多维尺度分析等[8],是直观化显示学科内部知识要素之间数量关系和结构关系的一种图形可视化方法[9]。

词频是指一个词在文章或者讲话中出现的次数。分析主题词出现的频率可获取某一领域或学科研究热点,以捕捉可能的研究热点转移趋势。词频分析法是利用能够揭示或表达文献核心内容的关键词或主题词在某一研究领域文献中出现的频次高低来确定该领域研究热点和发展动向的文献计量方法[10]。

通过词频分析获取高词频关键字,对高词频关键词筛选后进行共词分析。共词分析是一种内容分析法,原理是对一组词中两两在同一篇文献中出现的情况进行聚类分析得到共词文献簇,以此分析这些词所代表的学科和主题的结构变化[11],并结合因子分析、多维尺度分析概括相关研究领域的特征。

2 国内气象服务研究状况(1985～2011年)

2.1 研究阶段

分析各年份论文主题词和摘要,国内气象服务研究进展可划分为：

(1)完善业务阶段(1985年以前),以“气象服务”、“服务工作”、“预报”、“农业”、“水库”等关键词为主,侧重实践总结和改善业务、提高服务质量。

(2)市场经济探索阶段(1986～1993年),此阶段论文发表量小于70篇/年,“气象资源”、“气象服务市场”、“气象产品再生产”、“气象劳动产品”等经济学科关键词开始出现在气象服务理论研究中。

(3)技术推进阶段(1994～2007年),此阶段论文发表量小于200篇/年,在气象部门信息化建设、奥运、三峡工程等重大项目的推动下,结合Web、大气探测等新兴技术,气象服务研究向精细化、系统化、专业化、产品化、网络化、市场化方向发展;其中,公共气象服务概念在1999年被提出[12],2005年起引起较多关注(见表2中发表的文献数)。

(4)应对突发灾害阶段(2008～2011年),此阶段论文发表大于200篇/年,受冰冻、地震等特大自然灾害的影响,“灾害” 、“应急”、“突发”、“公共气象服务” 、“预警” 、“服务能力”、“效益评估”、“供给”为关键词的论文增多 ,气象服务研究注重从公共层面关注灾害影响、决策需求、公众需求等,公共气象服务研究主题日益引起学者和基层工作者的关注。

2.2 研究者

以第一作者身份发表论文5篇以上的研究者见表3。其中,黄宗捷在1992～2000年期间侧重于气象服务的市场、效益、再分配等气象经济学相关研究;罗慧在1996～2008年期间侧重于气象服务产业化、社会效益评估、风险评估等研究;陈双溪在1996～2005年期间侧重于气象事业发展和气象服务管理研究。从作者群角度,浙江省气象局在《浙江气象》2009年增刊上集中发表了该局公共气象服务试点工作的研究成果。表4表明1439篇气象服务论文是由3147位学者完成,其中3人以下合作完成的论文占72%。

表3 以第一作者身份发表“气象服务”论文5篇以上者

表4 “气象服务”论文合作者分布

2.3 相关期刊

以“气象服务”为主题发表6篇以上论文的期刊共49种1068篇论文,占所选论文74.2%(表5),气象和农业类专业期刊占多数。期刊名后面括号中的数字为该期刊2000～2010年以“气象服务”为主题发表的论文数,共计895篇,表明近10年发表的气象服务研究成果数量突出。表6是截止2011年9月论文引用频次在20次以上的作者和期刊,显示气象业务概念、重大气象灾害、重大气象服务工程、气象服务、业务质量等在近年来气象服务研究中的基础作用。

表5 以“气象服务”为主题发表6篇以上论文的期刊

3 公共气象服务研究主题分析

为了将公共气象服务主题从气象服务研究中解构出来,采用知识图谱的方法对气象服务研究文献进行分析。

3.1 公共气象服务研究的关键词分析

(1)“公共气象服务”是气象服务中继“效益”、“气象条件”、“对策”、“数据库”之后重要的研究关键词。对所选1439篇论文的关键词聚类,共得到2899个关键词,对词意有包含关系的关键词进行合并,处理后得到86个词频大于5的关键词,代表了至少发表5篇以上相关论文的研究领域。在表7中,取消气象服务、气象、服务等检索关键词后,在余下的细分领域中“公共气象服务”关键词位居前列。

(2)共词分析可揭示相同研究主题文献间的联系,以反映该领域学科结构以及与相关领域的联系,其中两个词间的联系是通过同时感知到两词的相对频率来衡量的,共词词频次矩阵是多个关键词两两共现情况的量化。统计2899个关键词的共现词频,得到86×86共词频次矩阵(表8),依此可知与公共气象服务共现的关键词按词频从大到小依次是公共气象、应用、系统、应用气象、气象信息、预报、发展、系统设计、GIS、安全、对策、数据库、网络、防灾减灾、天气预报、预警、网站、气候、农村、气候变化、预警系统、科学发展观、电视天气预报。

表6 截止2011年9月引用频次在20次以上的论文

表7 以“气象服务”为主题词词频大于5的关键词

表8 关键词86×86共词频次矩阵(部分数据)

3.2 公共气象服务研究的分类识别

运用SPSS17.0对表8共词频矩阵进行因子分析,得到公共因子抽取情况见表9,表明被提取出来的14个公共因子累计方差解释贡献率为88.168%,即将86个关键词分为14个类别可以解释气象服务研究领域88.168%的信息。将平均正交旋转后因子负载大于0.5的因子接受为提取关键词。对因子进行命名后,得到中国气象服务领域研究热点分布,如表10所示。其中,“公共气象服务”类别中因子负载都大于0.7,表明公共气象服务已成为气象服务研究的热点之一。

3.3 公共气象服务研究的层次性

对86×86共词词频次矩阵,采用系统聚类法,以“自顶向下”的方式按组间距离的相似性度量来分类,以反映研究领域主题聚集的情况,参照表10中气象服务研究热点,对相应聚类层次命名于图1虚线框中。

(1)“气象服务”主题总体上以“气象信息”为关键词的“气象信息服务”研究和以“防灾减灾”为关键词的“气象灾害防御”研究。

(2)关键词聚集程度直观地反映了研究领域被关注的层次性,由高到低依次为气象信息服务、气象灾害防御、气象预报服务、气象灾害应对、气象服务系统、农业气象服务、专业气象服务、应用气象服务、公共气象服务等这几类较为明显的领域层次。

(3)公共气象服务研究领域包含于应用气象服务领域研究层次。灾害、系统、服务农村(新农村建设、服务系统、农业、应用、服务效益等)是气象服务背景下的公共气象服务研究关注的重要内容。公共气象服务研究领域下各个类别主题分散、扁平,是公共气象服务研究涉及面广、偏重应用和实践的特征表现。尤其“气象服务事业”包含了59个关键词,反映出气象服务研究领域潜在的丰富性。

3.4 公共气象服务研究的交叉性

通过多维尺度分析,将含有86个高频关键词的大型数据压缩到二维空间,可视化地显示气象服务研究主题的全局分布。将86×86共词词频次矩阵对角线上表示关键词自身相关程度的数值标准化为1之后,对全部矩阵数据,分别用1减去各行列上的值,得到两关键词间的相异矩阵。

通过SPSS17.0的Scale功能中的多维尺度分析(Multidimensional Scale ALSCAL)对此相异矩阵进行二维尺度分析,选择软件“数据为距离数据”选项,数据压力系数Stress=0,判定系数RSQ=1,二维分析组图输出为图2。为使变量更加直观而清晰地显示其位置,选用Chebychev距离,数据压力系数Stress=0.41811,判定系数RSQ=0.8457,二维分析组图“去中心化”后输出图3。

服务专业性和气象时效性是总体评价气象服务的两个重要维度。服务专业性是表示关注气象服务中气象服务内容与气象服务技术手段的程度,图2中,维度1(Demension1)代表服务专业性,为正值时表示对气象服务内容的关注,为负值时表示对气象服务技术手段的关注。气象时效性是表示对气象服务业务内容时效性关注的程度,图2中,维度2(Demension2)代表气象时效性,为正值时表示对短期气象服务时效性的关注,为负值时表示对长期气象服务时效性的关注。

图1 基于86×86共词词频次矩阵的聚类结果

表9 抽取因子旋转前后总方差解释表(部分)

表10 根据因子分析命名14类别显示的气象服务研究热点领域

结合表10分类可知：“气象预报服务”、“气象预警服务”、“服务效益”这三类的气象时效性和服务专业性都高,“气象服务系统”气象时效性高、服务专业性低,“农业气象服务”、“气象信息服务”、“气候资源服务”的气象时效性低、服务专业性高。“公共气象服务”没有直接显现出来,根据图2的分布特征,“公共气象服务”应该属于气象时效性低、服务专业性高的区域,即近年来的研究更关注公共气象服务的长期气象服务的时效性和气象业务服务内容,并将公共气象服务置于“农业气象服务”、“气象信息服务”、“气候资源服务”、“应用气象服务”等边缘交叉研究中。

图3显示在对主要研究领域去中心化后,显示的细分研究领域可分为“气象服务”(例如“气象事业”所在区域)、“气象灾害”(例如“对策”所在区域)、“气象业务”(例如“台风”所在区域)、“技术系统”(例如“数据库”所在区域)四类,其交叉领域主题分布见表11。其中,公众气象服务研究属于气象服务与技术系统的交叉领域。

表11 交叉领域研究主题分布(Chebychev距离)

根据感知图中关键词差异性越小则二者距离越近的特点,在图3“气象服务”分类区域中,“公共气象服务”与“气象短信”、“短信”、“预警”交叉明显,与“应用气象”、“公共气象”、“气象网站”、“经济效益”、“气象信息服务”临近,与“决策气象服务”、“公众气象服务”、“网络”、“安全”、“产业化”、“气象事业”同在一个象限。其中,“决策气象服务”、“决策服务”、“公众气象服务”等关键词反映出公共气象服务研究应面向公众和政府决策者需求,贴近公众气象服务、决策气象服务。“短信”、“气象短信”、“网络”等关键词,反映出构建网络化服务闭环系统,使服务广泛地传播和推广是必要条件。“安全”、“预警”、“效益”、“经济效益”等关键词,反映出公共气象服务研究应保障公众生命和财产安全、辅助政府、保持社会可持续发展,创造经济效益和社会效益。

图2 多维尺度分析感知图(选用Euclidean距离)

图3 多维尺度分析感知图(选用Chebychev距离)

公共气象服务研究主题的发展趋势。学科的形成于自身成功地界定了其研究边界,并规定了学科研究者的学术规范[13]。对于新兴的公共气象服务学科,图3中“公共气象服务”周边的关键词所属学科对界定公共气象服务的研究范式、研究主题的发展趋势具有切实的参考意义。根据图3可以推断公共气象服务学科的研究应该采用应用气象学、经济学、现代信息技术、系统工程等学科理论和方法,以实证研究为主,重视服务平台(网站、气象网站)研究,依托业务系统,改善气象信息服务手段,做好决策气象服务与气象信息服务,处理好安全、效益的评价和评估,以提高气象业务部门保障公众生命和财产安全的应对能力和决策支持水平,创造良好经济效益和社会效益为目标。

4 结束语

国内气象服务研究目前已发展到应对突发灾害阶段,公共气象服务主题已成为气象服务14个热点研究领域之一。对气象服务研究的知识图谱分析结果表明公共气象服务研究层次包含于应用气象服务领域,并具有涉及面广、偏重应用和实践的领域特征。公共气象服务研究具有气象时效性低、服务专业性高的特征,与农业气象服务、气象信息服务、气候资源服务、应用气象服务等热点领域存在边缘交叉。公共气象服务主题研究在趋势上侧重于信息传播、预警、效益、安全、网络的融合研究,面向决策气象服务、公众气象服务、新农村建设、气象服务产业化和气象事业可持续发展的需求。

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