基于知识图谱的数字化乡村景观保护的应用研究综述

文／何诗怡 南京工业大学建筑学院 硕 士

刘晓光 南京工业大学建筑学院 讲 师（通讯作者）

冯 阳 南京工业大学建筑学院 教 授

引言

乡村景观是在乡村地域范围内具有特定形态和内涵的景观类型[1]，是社会、经济、人文、自然等多重价值的综合表现，其中主要包括建筑景观、公共空间、水系规划、植被保护、产业景观、文化景观等内容。随着国家对乡村振兴战略的推进与引导，战略中提出乡村建设发展要坚持走生态、绿色发展之路，乡村景观是体现乡村建设“生态、绿色”的主要实施载体，也是改善农村环境和生态效益的重要前提，同时也是“十四五”期间“生态宜居”乡村实现的核心议题[2]。在此背景下，乡村景观保护有了更高层次的要求，乡村景观保护的实施是一个复杂而多元化的过程，将数字化技术引入乡村景观保护，从前期的数据采集与分析、中期的数据处理与设计到后期的施工与建造，统筹规划保护设计的要素、环节、过程等内容，最后对预期目标的综合效益得到一个科学的量化与评价，使得乡村景观保护更加科学、精细、合理化[3]。近年来，数字化乡村景观保护研究也在逐渐成为热点话题，因此，针对乡村景观数字化技术应用研究进行梳理，为数字技术应用于乡村景观保护的研究提供参考。本文通过可视化分析软件CiteSpace，以CNKI 数据库为核心文献源，绘制可视化知识图谱，尝试对数字化乡村景观的研究现状与发展趋势进行分析，同时也能够拓展后续的研究思路。

1 研究工具与数据获取

1.1 研究工具与步骤

在近年的科学计算分析研究中，科学知识图谱作为科学计算学的方法在我国兴起并逐渐成为普遍采用的研究手段。CiteSpace 是一款知识可视化软件，通过基于CNKI、WOS 等数据库支持下，将下载的文献进行处理转化，绘制成各类知识图谱来展现某一领域或学科知识的结构、规律及分布情况，图谱中将会清晰地将各个节点的尺寸、连接方式、关联网络等等重要信息一一展现，如此一来其研究变化和研究热点便能对我们的文献信息进行一个多方位的、动态的分析[4,5]。笔者本次的研究是利用CiteSpace 5.7 版本的知识图谱软件。

1.2 研究数据获取

出于对取得的整体研究数据具有全面性、真实性及权威性的综合考虑，本文对收录文献的选择为内容最广泛的CNKI 数据库，以其作为文献数据来源。由于数字化乡村景观的内容较为多元，因此将检索主题词设置为“乡村景观”“农业景观”“乡土景观”“数字化”“软件”等相关词汇，进行合并检索，以此在CNKI 数据库中检索得出最早在1995 年便有相关的论文出现，故文献库的检索时间跨度被设定为1995 年至2021 年的区间；对检索出的文献内容进行整理与筛选，把相关度较低的文献和重复的文献数据进行删除与整合之后，最终得到了743 条数据并作为此次分析的数据基本来源，而后把数据置入CNKI 数据库中以Refworks格式导出并重新设置文件名，注意要在初始文件名前加上“download”才可被软件识别处理，最后通过CiteSpace 软件我们便能够直观地进行数据的可视化分析。

2“数字化乡村景观”的文献统计分析

2.1 文献发表数量分析

对经过初步筛选及分析处理后的文献数据进行统计并分析，我们可以直观地看到近些年来在该领域中相关论文发表的整体趋势。从文献变化趋势来看，我国对数字化乡村景观的研究始于20世纪90 年代初，从1995—2002 年文献产出缓慢增长；2003 年开始，相关研究逐渐增多，早期的研究主要集中在农业景观格局分析与空间生态评价等方面；2006 年开始，国内相关研究开始增加，主要集中在GIS、遥感影像、乡村景观保护、空间格局分析等方面；2016 年开始，以唐振雄在《乡村景观营造中的景观信息模型（LIM）构建初探——以“无止桥”乡村公益实践为例》提出“LIM”在乡村景观中的研究与发展具有很大潜力为开端，相关研究的年发文量呈现出显著的攀升态势[6]。我国数字化乡村景观研究经历了1995—2003 年的缓慢增长，2006—2015 年稳步增长和2016—2021 年高速增长3 个阶段（图1）。

图1 1995—2021 文献发表数量图

2.2 高产出作者情况

在CiteSpace 软件中，把时间切片划分为1，参数设置Node Types=Author；Top50，算法选择Pathfinder，从而获得作者合作网络的知识图谱（图2）。图谱节点则为单个作者的发表特征，节点间相连线段则表明其存在合作联系。节点的大小则表明发文数量的多少，节点内颜色越深说明发文的时间越早[7]；作者间的关联强度由连线粗细表示，连线多则表明合作更加紧密，连线颜色深也能够表明相关联的作者间发生合作联系开始较早。由图谱可见，从作者合作网络来看，数字化乡村景观研究领域成果多且合作密切的是多个测绘院；其次是以严荣华、刘黎明等为核心的研究组团，其研究成果较多且合作密切，形成了稳定的网络。严荣华主要从事航空摄影技术及数字高程模型方面的研究[8,9]，刘黎明从生态发展的角度应用数字技术对乡村景观进行研究[10-12]。以吴华瑞、刘春芳为核心的研究团队，在合作规模与强度上不及前一团队，方向主要以GIS 软件平台及遥感技术针对乡村农业景观进行研究[13,14]。李智广、宣勇为中心的研究组团，出现了合作关系但未形成固定的合作网络，李智广主要利用遥感、GIS 等数字技术针对农业环境与资源利用做研究[15]，宣勇则利用GIS 研究分析了乡村空间的适宜性[16]。其余作者多为单一研究。

图2 作者合作网络知识图谱

从作者合作网络上看，研究呈现出的特点表现出多数学者仍处于一个相对独立的研究状态，建立了合作关系的作者仅有少数，但未形成较强的联系网络，研究关联性弱，多为独立研究的状态。

2.3 发文机构分析

通过CiteSpace 对研究的发文机构进行可视化分析，将时间切片划分为1，参数设置Node Types=Institution；Top50，算法选择Pathfinder，由此可以了解发文机构在数字化乡村景观领域的研究情况。从图3 中可发现，研究者主要集中在高校，其次是研究院所以及极少数的公司和政府单位。从发文机构间的联系来看，彼此之间的合作关系几乎为零，表明研究机构较少相互合作，即使存在网络联系也主要表现在临近机构之间的合作，同时明显存在地缘合作的研究；从发文机构的地域来源来看，机构发文情况与乡村景观数量、区域经济发展、政策法规关联度以及乡村文旅开发等等多方因素相关。

图3 研究机构网络知识图谱

3“数字化乡村景观”研究的热点与方向

3.1 研究热点

关键词是文章最核心的思想载体与重要的内容总概，提取软件中数字化乡村景观研究相关文献的关键词并分析，进行梳理归纳便能够厘清该领域的研究热点与方向。把“乡村”“风景园林”“农村居民点”“新农村”等常见共用高频词进行删除，锁定更小范围、更相关的关键词，同时把关键词为“数字乡村”“新农村建设”“景观格局”“适宜性评价”“地理信息系统”和“景观评价”等进行前置，这些关键词都是“数字化”“乡村景观”研究大类下的重要小类（表1）。

表1 研究热点关键词分析

3.2 关键词突现分析

对关键词进行突现分析，得到6 个突发性检测值较高的关键词（图4）。其中，测量、城区分别位居第一、第二位；2017 年党的十九大提出乡村振兴战略，但“乡村振兴”在2019 年才开始突现，说明乡村振兴战略发布后，乡村景观保护与乡村旅游得到了很大重视，但数字化技术在乡村景观方面的应用到2019 年才逐渐兴起；2018 年，国家大力发展乡村振兴、美丽乡村等战略，乡村旅游得到了很大的发展及关注，而后“乡村旅游”及“乡村振兴”的研究取得学者广泛关注，数字化乡村景观研究发展深受国家战略的积极引导。2020 年，随着科技的发展，越来越多的数字技术应用到了乡村景观领域，“数字乡村”开始出现，并引起了国内学者的关注和兴趣。

图4 关键词突现

3.3 研究重点领域分析

对关键词的研究进行聚类分析，便能得到数字化乡村景观研究的时间线图谱，并观察到了景观规划、乡村景观、乡村振兴、GIS、数字乡村、新农村建设、乡村、乡村聚落、无人机、土地利用等10 个聚类主题（图5）。总体上，数字化乡村景观研究主题几年来随着政策推进不断增多，所涉及的范围、内容也更加多元。通过数字化乡村景观的热点聚类分析，得出我国近年来乡村景观数字化技术应用的研究热点内容（图6）。

图5 关键词聚类图谱

图6 关键词分布的聚类时间轴线

3.3.1 国家政策引导下的数字化乡村景观建设与保护提升研究（聚类#1#5）

目前，我国正在大力开展乡村振兴战略，乡村人居环境整治、绿色生态治理、乡村景观保护建设作为其中非常重要的一个环节，强调保护乡村自然生态、改善乡村人居环境、协调城乡统一发展才能将政策落到实处。在研究主题下的“地域性”“可持续性发展”“土地整治”“人居环境”“生态保护”“旅游”等热点词都体现了在国家政策背景下，乡村保护及发展建设问题引发的研究及思考。

在2008 年，国家颁布的《建设“中国美丽乡村”行动纲要》，提出改善人居环境、提升乡村风貌等政策要求；2017 年，乡村振兴战略在美丽乡村行动的基础上，提出了更具体的乡村建设要求。各省市都依据本省具体情况纷纷出台了相关政策，积极推进乡村振兴战略的落实，并取得了一定的建设成果。

3.3.2 乡村的土地利用与旅游规划保护（#0#7#9#10）

乡村作为我国传统社会形式的存在，针对乡村旅游资源的研究也受到许多学者的重视，其中涉及的“文化景观”“历史风貌”“非物质遗产”“特色景观”等关键词都体现了乡村景观旅游的研究价值。在旅游开发的同时，学者也从保护与利用出发，“土地整治”“国土资源管理”“空间特征”“农业景观分类”等关键词，体现了有从宏观角度出发，探讨乡村用地分布特征与规划研究、乡村产业景观建设发展研究，也有从中观角度出发，分析一定区域范围内，乡村景观的文化、建筑、空间环境、社会信息、生态环境等要素研究其在乡村景观建设中的关系与必要性。

3.3.3 数字化技术在乡村景观中的应用研究（#3#8#9）

从关键词出现频次及研究实践来看，近年来学者的研究多关联于国家战略背景，随着数字化时代技术的不断进步，“地理信息系统”“GIS”“数字高程模型”“测绘”“无人机”“航拍”“LIM”等关键词频出，相关的数字技术近十年来越来越多地被学者应用于乡村景观建设方面，除了利用地理信息系统对乡村景观场地做出适宜性分析之外，由于乡村景观存在的复杂地理环境及因素，无人机航拍、测绘的便利之处也越来越得到重视。通过建立数字模型，分析乡村景观现状，在模型基础上对乡村景观进行科学、精确、有效地分析探讨，再进行规划设计与保护研究，使得乡村景观建设更加整体化、人性化。

乡村景观是我国重要的文化遗产，在国家战略背景下，乡村景观是实现乡村振兴的必要载体。乡村景观保护的快速发展，为研究数字化应用于乡村景观提供了更多的案例与实践成果。总而言之，近年来我国在乡村景观保护领域的研究有了很多优秀成果，但在数字化技术应用方面的研究仍处于起步阶段。伴随着不断深入开展乡村振兴战略的脚步，我国建设的重点内容将会是乡村景观，这也说明将数字化技术应用于乡村景观保护面临着挑战和机遇：

（1）数字化技术在乡村景观中的应用有待丰富，缺少完整的理论体系和研究内容的梳理，多是某一技术应用于乡村景观中的某一具体方面，乡村环境复杂且地域辽阔，数字技术应用的便利与科学指导性将会大大提升乡村景观的发展前景。

（2）目前，数字技术在乡村景观方面的应用较少，只有通过不断地实践及大量优秀方案的支持，发现当前数字化乡村景观存在的难点与应对方式，才能进一步创新、完善数字技术的应用。

（3）乡村景观的发展与国家政策的推进、时代建设的发展息息相关，因此，数字化乡村景观的发展，也将成为乡村景观的研究热点，其中景观信息模型、地理信息系统、三维模型重建、无人机测绘等研究的相互穿插结合，多学科联合能够使得数字化乡村景观研究更加科学化、系统化、客观化。

图表来源：

所有图片表格均为作者自绘