洪水风险研究领域进展——基于CiteSpace的可视化分析

王 宁，孙颖娜,2，李 赞，胡金辉

(1.黑龙江大学 水利电力学院,黑龙江 哈尔滨 150080;2.黑龙江大学中俄寒区水文和水利工程联合实验室，黑龙江 哈尔滨 150080)

洪水灾害所造成的经济损失巨大，洪水的致灾因素复杂，时空分布面积广泛，对人类生产生活影响较大，因此洪水一直是我国防治减灾方向的重点，研究洪水风险对洪水防治有重要意义[1]。想要完全消除洪水灾害是不可能的，任何防洪工程及其所要保护的区域都必须能够承受适度的风险，人们只能要求风险所导致的后果是可以接受的，这就需要对洪水风险进行分析研究，对洪灾后果进行量化和评价[2]。

本文所用工具为CiteSpace，是由陈超美博士开发，于2005年引进中国，基于共引分析理论和寻径网络算法等，对指定研究领域内的文献进行计算，以探寻出学科领域演化的关键路径及其知识拐点，并通过绘制可视化图谱对学科演化潜在动力机制进行分析，对学科发展前沿探测[3]。

1 数据信息收集与处理

中国知网收录的洪水风险分析领域的相关研究数据能够比较全面地展示国内相关研究的进展，以“洪水风险”为主题词检索，共搜索到1508篇相关文献，本文仅选用学术期刊作为研究对象，对学位论文，英文文献等暂不予考虑；考虑到时间变量引起误差，本次研究仅对2000年后文献资料进行收集统计，得到文献以Refworks格式导出保存。

通过主题词“洪水风险”，筛选条件为学术期刊，时间为2000年至2020年，共选中1414篇相关文献，通过知网官网统计数据，选择导出与分析中可视化分析，进行已选结果分析，得出发表年度趋势图可以看出不同年份发文量的变化历史[4]。

CiteSpace是一款计量和分析科学文献数据信息的可视化软件。使用CiteSpace软件，将时间设定在2000年1月—2020年12月，时间切片设置为1年，节点类型分别选择期刊作者、研究机构、关键词，通过Pathfinder、Pruning Sliced networks方式精简分类，做出其可视化模型。通过模型得出该研究领域的研究趋势热点，进行综述、分析和预测[5]。

2 结果分析

2.1 发文数量的时间分布

学术期刊数量的变化情况是表明该领域研究发展的重要指标，根据文献数量年度分布状况做出发文量折线图，可以分析该领域不同时期所处的研究阶段，预测其发展趋势[6]。对检索出的结果统计绘图(图1)。

图1 2000—2020年中国洪水风险研究发文量

由图1知洪水风险分析从2000年到2020年共经历了三个阶段。第一阶段，2000—2004年，是初始发展阶段，发文数量较少波动幅度不大，处于初步发展阶段；第二阶段，2005—2014年，较之前发文数量有明显增长，在此期间国家也制定许多新的规范制度，该领域处于不断增长完善中；第三阶段，2015—2020年，在2015年经历了一次上升波动，之后趋于稳定且发文量较高，因此可以大胆预测洪水风险领域正处于蓬勃发展阶段，未来发文数量会继续走高。

2.2 研究作者分析

通过CiteSpace软件做出图谱可以清楚地识别某研究领域内高发文量、高影响力作者，各个节点之间的连线说明不同作者之间的联系，连线粗细表明合作紧密程度，有些作者之间还会因为合作紧密形成一个子网络[7]。经由CiteSpace做出作者分布图像(图2)，经由整理，可得到五个子网络，通过进一步引用筛选，加强关联词信息限制，得到被引用较多的作者，其也为本领域内影响力较大学者[5]，分别为刘永志、冯文强、程晓陶、于昊、于若兰、姚仕明、刘亚、朱勇辉，在做相关领域阅读时推荐以上作者。

图2 国内洪水风险领域作者贡献网络

2.3 研究机构分析

发文数量在一定程度上也能体现机构在该领域影响力，表1展示了2000—2020年我国洪水风险分析领域的主要研究机构中有较大影响力的前八名及其发文数量，由表1可知我国洪水风险分析领域研究实力较强机构都是高校和科研中心，能够看出中国水利水电科学研究院、天津大学、水电水利规划设计总院在洪水风险领域更有竞争力，但是各个机构之间相互合作的情况较少出现，完整的研究领域不可能是一个机构能够研究完成的，未来洪水风险领域的发展还需要各个机构之间相互加强合作研究[8]。

表1 洪水风险领域主要研究机构

2.4 热点分析

文献的关键词是对全文主题内容的高度浓缩和概括，是文章核心，使用CiteSpace软件生成的可视化关键词图谱可用于确定该领域研究趋势及热点，关键词大小反映了关键词被引用的程度，也表明其在这一研究领域的重要性[9]。通过CiteSpace设置一定的阈值得出我国2000年后洪水风险分析关键词图谱(图3)，可知，关键词出现频率最高的是洪水风险，因其与洪水，风险分析三者囊括范围太大，固暂不讨论，其他较高频率的关键词按从高到低排序为：洪水风险图、洪水风险分析、洪水风险管理、洪水演进。

图3 2000年后洪水风险领域关键词共线网络

(1)洪水风险图在洪水领域的研究中属于热点课题。洪水风险图包含洪水的演进路线、到达时间、淹没水深、淹没范围及流速大小等重要的过程特征，通过总结出的数据可以合理地预测超标准洪水的危险程度[10]。

(2)洪水风险分析也属于研究热点。通过三步洪水风险识别，洪水风险估计和洪水风险评价可以为风险管理的轻重缓急、资金分配等提供有效帮助，防患于未然。

(3)我国提出了从洪水控制逐步向洪水管理方向转变的治水思路。洪水管理也是研究热点，洪水管理是人类按可持续发展的原则，以协调人与洪水的关系为目的，理性规范洪水调控行为等一系列活动的总称[11]。

(4)洪水演进可为防洪评价及预警工作提供数据支持，并为决策管理提供参考，是研究热门。

2.5 发展趋势

研究前沿是一组由高被引核心文献和近期引证这些核心文献的论文所确定的自然科学和社会科学的专业领域。由CiteSpace，通过设定恰当的阈值做出国内知识管理研究前沿领域的时间线图谱(图4)，共有#0洪水风险、#1风险、#2洪水风险图、#3防洪标准、#4洪水灾害、#5洪水管理、#6数值模拟、#7防洪、#8溃坝洪水9个聚类[12]。其中2000年出现的洪水风险和2009年出现的洪水风险图是整个时间线图谱中两个节点最大、中心性最高的节点，即该节点是洪水风险领域在该时期最重要的研究节点。

图4 2000年后洪水风险领域聚类时间线网络

本文同时用共现频次(Cooccurrence Frequency,CF)和中介中心性(Betweenness Centrality,BC)来评测洪水风险领域的研究热点和前沿问题，其中洪水风险图(CF=206,BC=0.39)、洪水风险(CF=138,BC=0.33)、风险分析(CF=56,BC=0.15)、洪水灾害(CF=55,BC=0.11)、洪水(CF=54,BC=0.11)、风险评估(CF=45,BC=0.11)等关键词都具有较高的共现频次和中介中心性，是该时期比较重要的研究课题。由以上的关键词可以看出，2000年后的研究主题主要集中在洪水风险图、洪水风险、风险分析、洪水灾害、洪水、风险评估等。

基于以上步骤导出2000—2020年引用率最高的19个词汇(图5)，预测未来该领域的研究热点。本次研究仅关注近几年的高频词，分别为：洪水保险、风险区划、蓄滞洪区、洪水风险图、数值模拟、洪水风险评估与洪水风险分析。由图5可知，2008年前后的引用高频词有很大改变，笔者猜想可能与当年全球金融危机有关。这些研究热点在未来的一段时间会持续进行下去，也有可能与其他学科的研究热点融合从而产生全新的研究领域[13]。

图5 2000—2020年引用率最高的19个词汇

3 结 论

本文对2000年后的中国知网有关洪水风险领域研究文献进行可视化分析，整理该领域在国内发展历程，探究该领域研究进展与未来的发展趋势，总结如下：

(1)从发文数量上来看我国洪水风险领域研究经历了2000—2004年起步阶段、2005—2014年稳定增长阶段、2015—2020年繁荣发展三个阶段，发文量不断提高也表明了洪水风险领域的研究热度一直在增长。中国水利水电科学研究院，天津大学等机构在该领域具有较强影响力，但各个机构之间应该增强合作，研究新成果；该领域不同研究方向学者之间合作仍需加强。

(2)由关键词共现可知，现有的研究热点主要为洪水风险图、洪水风险分析和洪水风险管理，但其他如洪水演进等方向研究也是重点。通过时间线图谱与高频词共线图谱可得知2008年前后的研究重点有所偏差，笔者猜想可能是因为全球经济危机影响，大胆猜测未来洪水风险领域研究热门将会是洪水风险评估和洪水风险分析领域，并将与其他学科相互融合发展。