第44卷第3期
测绘与空间地理信息Vol.44,No.3
Mar.，2021 2021年3月GEOMATICS&SPATIAL INFORMATION TECHNOLOGY
曾冰
（江西财经大学江西经济发展与改革研究院，江西南昌300013） 摘要：借助CiteSpace软件工具梳理国内夜间灯光数据研究进展与热点。研究发现：1）大数据时代的来临助推了夜间灯光数据研究，国内夜间灯光数据研究成果主要集中于地理类、测绘类、经管类三大类期刊，作者间表现出“大分散、小聚合”特征，彼此间联系较为分散，国内研究机构间成果差异比较明显；2）DMSP/OLS是目前夜间灯光数据研究领域中的主流数据源，当前夜间灯光数据主要集中于城市发展、社会经济指标、人口发展、生态环境评估等领域，但研究方法比较单一，尤其是在技术处理上有待加强。NPP/VIIRS数据源对DMSP/OLS数据源有替代与延续的意义，未来应注重学科间的交叉融合，回归于数据技术处理，加强DMSP/OLS与NPP/VIIRS等其余夜间灯光数据源的融合。 关键词：夜间灯光数据；CiteSpace；关键词；共现；图谱
韩国四季歌中图分类号:P208文献标识码：A文章编号：1672-5867（2021）03-0007-05
Analysis of Knowledge Graph of Domestic Night Light Data
Research Based on CiteSpace
ZENG Bing
(Jiangxi Institute of Economic Development,Jiangxi University of Finance and Economics,Nanchang330013,China)
Abstract:with the help of CiteSpace software tools,this paper reviews the research progress and hot spots of nighttime lighting data in China.The research findings are as follows:(1)the coming of big data era boosts the research of nighttime lighting data.Domesticnighttime lighting data research mainly focuses on three categories of journals:geography,surveying and mapping,and economic management.The authors show the characteristics of"large dispersion and small aggregation",and their relations are relatively scattered. There are obvious differences among domestic research institutions；(2)DMSP/OLS is the mainstream data source in the field of nighttime lighting data resea
rch.At present,nighttime lighting data mainly focus on urban development,socio-economic indicators, population development,ecological environment assessment and other fields,but the research methods are relatively single,especially in the field of data technology processing,which needs to be strengthened.NPP/VIIRS data source has the significance of substitution and continuation for DMSP/OLS data source.In the future,we should pay attention to interdisciplinary cross fusion,return to data technology processing,and strengthen the fusion of other nighttime light data sources such as DMSP/OLS and NPP/VIIRS.
Key words:nighttime light data；CiteSpace；keywords；co-occurrence；mapping深圳市龙华区基础教育
0引言
“良夜灯光簇如豆”。近年来，夜间灯光数据因其具有良好的稳定性、客观性、持久性、易得性等属性，横跨自然科学与社会科学两大学科，不断受到测绘遥感、地理学、经济学等众多领域学者的追捧，成为社会经济反演、生态环境监测等方面的重要研究数据源。目前，国内关于夜间灯光数据研究成果在充分借鉴国际研究经验基础上，如雨后春笋般涌现，这些成果主要集中于经济发展［1］、城市发展［2］、人口［3］、能源消费［4］、生态环境［5］等方
收稿日期：2020-06-01
基金项目：国家自科基金项目—
—省际交界区空间结构形成演进与优化整合研究（71703061）资助
作者简介：曾冰（1986-），男，江西九江人，讲师，硕士生导师，博士,2016年毕业于中央财经大学经济学专业，主要从事空间统计与空间计量方面的教学科研工作。
8测绘与空间地理信息2021年
面，而鲜有文献对国内夜间灯光数据研究成果进行系统归纳与总结。通过大量文献来系统总结与归纳国内夜间灯光数据研究的发展脉络、演进特征与存在问题，不仅必要，而且必行。鉴于此，本文利用较为前沿的CiteSpace软件对国内夜间灯光数据研究基本面、热点与趋势等方面进行文献计量分析，以期更科学地梳理国内夜间灯光数据发展规律与存在问题，并推动国内夜间灯光数据研究向更深层次科学合理的发展。
1数据来源和研究方法
1.1数据来源
本文数据来源于中国知网，中国知网是世界上最大的连续动态更新的学术期刊全文数据库，收录的国
内学术期刊最为齐全，检索文献总量最为庞大⑹。综合考虑文献的质量、影响力与代表性，本文在中国知网页面中将年限设置为“从不限到2018年”，主题设置为“夜间灯光数据”进行检索，并清洗掉中文题目外文文献、驾驶类夜间灯光、书评等非相关学术类文献，最终得到目标文献共计308篇。
1.2研究方法
CiteSpace软件是由美国德雷克塞尔大学陈超美研究团队开发的，用来捕捉相应领域文献热点与研究进展等情况。其基本原理是对分析单位（文献、关键词、作者等）的相似性进行分析和度量，本质上是一种宏观知识测量的信息可视化技术，因此，有其独特的计量指标及含义⑺。该软件可以对中国知网数据库检索出的Refworks 格式文献识别读取并进行关键词共现、作者共现、机构共现等计量分析，分别绘制多元、分时、动态的科学知识图谱，有利于探析国内夜间灯光数据研究领域的演进和热点情况。
2国内夜间灯光数据研究基本面分析
2.1文献量变化态势
年度发文趋势在一定程度上说明了该领域研究热度，如图1所示。尽管本文未对检索的起始年限加以具体设置，但可以看到国内最早关于夜间灯光数据研究始于2003年陈晋等人发表在《遥感学报》的《基于DMSP/OLS
图1国内夜间灯光数据研究发文年度趋势图Fig.1Annual trend of domestic nighttime
lighting data research 夜间灯光数据研究的文献数量保持上升趋势，部分年份有所停滞。2013年以前的年均发文量均在两位数以下，相关研究一直不温不火。2013年及以后年份，夜间灯光数据研究发展势头较为迅猛，刊文总量达到288篇，约占样本文献总量的93.5%o2013年通常被认为是具有跨时代意义的大数据元年，大数据也由此走入并被利用到各大领域，并上升到国家战略层面，在这一发展背景下，夜间灯光数据作为典型的多源大数据，自然而然也唤起了学者们的研究热情，并被用来扩展和深化现有研究领域。
2.2期刊和学科特征分析
国内夜间灯光数据研究发文量最多的20个期刊大体可归为测绘类、地理类、经管类三大学科类型期刊，说明了当前夜间灯光数据研究主要以这三大学科领域为主。其中，地理类期刊有《地球信息科学学报》《地理学报》《地理研究》《经济地理》等7种期刊，《地球信息科学学报》刊文数量最多，为18篇；测绘类期刊有《测绘与空间地理信息》《遥感信息》《国土资源遥感》《遥感技术与应用》等6大期刊；经管类期刊有《财贸经济》《城市发展研究》《现代城市研究》等3种期刊，如图2所示，无论是发文量还是相应期刊的影响因子都不如地理类与测绘类期刊，这说明，经管类期刊在夜间灯光数据研究领域的学术地位与影响力远不如地理类与测绘类期刊。虽然经济学领域夜间灯光数据研
究起步晚，始于2015年徐康宁等将其用以测算中国的实际经济增长率以及GDP统计数据的有效性⑼，但后发势头较为迅猛，引发了经济学者的研究热潮。
图2国内夜间灯光数据研究成果来源期刊分布图
Fig.2Distribution of domestic nighttime lighting
data research findings from journals
2.3作者特征分析
利用CiteSpace软件对作者项进行共现分析得到相应图谱（如图3所示），当前我国夜间灯光数据研究的学者较多，一些学者之间形成了较为固定的作者体，但是整体网络密度为0.0062，意味着学者间对夜间灯光数据研究的联系较为分散。发文数量前三位作者依次是刘修岩、杨洋、潘竞虎，分别为8篇、7篇、5篇,3人文献被引次数也远高于其他学者，无疑是国内夜间灯光数据研究领域中最有影响力的学者，其中刘修岩、潘竞虎是近年来夜间灯光数据研究的后起之秀。而从作者间共现连线关系来看，表现出“大分散、小聚合”特征，虽形成了小规模学术体，但彼此间联系较为分散，相对较为集中的作者有以刘修岩为核心的学术团队、以杨洋为核心的学术团队、以刘华军为核心的学术团队等,
而且这些学术团队主
第3期曾冰：基于CiteSpace的国内夜间灯光数据研究知识图谱分析9
要是因为作者研究机构相同或存在项目上的合作，而不同团队间合作交流较少，尤其是不同学科间团队合作更是匮乏，长此以往将不利于国内夜间灯光数据研究的完善与发展。
图3国内夜间灯光数据研究发文作者图谱
Fig・3Author's atlas of domestic nighttime
lighting data research
2.4机构特征分析
利用CiteSpace软件对发文机构项进行共现分析得到相应图谱（如图4所示），整体网络密度为0.0053，意味着现有夜间灯光数据研究在机构间的联系不够紧密，有待加强合作交流。从各机构的发文量来看，中国科学院出现频率最高，达到了56次，无疑是国内夜间灯光数据研究的执牛耳者。发文数量排名前十名的机构发文数量占所有机构发文总量的24.7%，可见，国内研究机构间成果差异比较明显。从二级研究机构来看，中国科学院大学发文量最多，是发文量唯一超过两位数的机构，具有较
高的中心度，表现出了较强的网络中介中心性，体现了该领域主要以学生培养的方式来进行学术影响力的扩散和学术连结；中山大学地理科学与规划学院、东南大学经济管理学院、北京大学城市与环境学院等机构的发文量也较高，这些机构在CiteSpace机构合作网络图谱中的字体和节点半径都较大，是国内夜间灯光数据研究的代表性机构，但这些机构未能与其他机构产生较强的连接性，自成体系。另外，这些二级学院通常可分为两类：一类是以经管类学院为代表的社科性学院；另一类是以地理环境类学院为
图4夜间灯光数据研究机构合作网络图谱Fig・4Cooperative network map of nighttime lighting
data research institutions 代表的自科性学院，这两大类型学院限于学科属性难以构建合作交流关系，即使是社科性学院内部之间合作交流也比较匮乏。
3国内夜间灯光数据研究发展路径与演变趋势
3.1国内夜间灯光数据研究热点识别
关键词通常是论文内容与主旨观点的高度凝练，而关键词共现分析有助于挖掘研究热点与趋势。借助CiteSpace软件中Keyword项目设置可生成关键词共现知识图谱（如图5所示），该图中节点较大的是一些关于夜间灯光数据主体的关键词，从大到小分别为夜间灯光数据、DMSP/OLS、夜间灯光等主体
关键词，目前代表性的夜间灯光数据源主要有DMSP/OLS、NPP/VIIRS与珞珈一号等，其中DMSP/OLS是目前夜间灯光数据研究领域中的主流数据源。从夜间灯光数据应用层面标签关键词来看，主要有碳排放［10］、人口［11］、土地利用数据［12］、cdp［13］、城市化［⑷等关键词，说明了当前夜间灯光数据主要集中于城市发展、社会经济指标、人口发展、生态环境评估等领域。而这些关于应用层面的关键词则与标识研究方法的关键词产生连接性，其中代表性研究方法关键词节点主要有空间化［15］、空间格局［16］、时空动态［17］、esda［18］等，但这些关键词所用到的方法大多都是地理学中的空间相关性与差异性分析，显示了研究方法的单一性。
'-—\长江中游城市
朝间灯光
砂J dm号p/ols夜间灯光数据
「光数心X'城市扩展、衣间打光数据
泌/s
往碳軽放
Lgdp
$建成应.城力韧稹滋£
图5国内夜间灯光数据研究关键词共现知识图谱
Fig・5Knowledge map of keywords co-occurrence in长江三角洲经济
domestic nighttime lighting data research
在关键词共现基础上，进一步利用LLR算法来提取关键词聚类情况，最终得到排名靠前的9个聚类（如图6所示）。其中夜间灯光数据、夜间灯光、DMSP/OLS三大主体聚类关键词的子聚类标题大都是：经济发展、高铁建设、城市化、人口、电力消费量、地理加权回归法、主成分分析、多元统计回归、校正方法，主要反映了夜间灯光数据研究领域以及相关分析方法。而应用领域标签主要有城市规模、碳排放、经济增长、建成区，这4个关键词反映了当前夜间灯光数据应用最为广范的领域。其中城市规模与建成区领域子聚类包括城市化指标、城市扩展、人口空间化、城市边界、土地影响、热岛效应等；经济增长领域的子聚类包括CDP测算、贫困指数、政治晋升、回归分析、空间计量等常见经济学研究范式；碳排放子聚类包括能源消费、建设用地、影像自校正法、阈值分割法、多源遥感
10测绘与空间地理信息2021年
识别、辐射定标法、数据校准、归一化植被指数。需要说明的是，碳排放子聚类中影像自校正法、辐射定标法等均显示了这一领域更加注重数据技术处理，从而保证夜间灯光数据分析更为科学，这也是其他领域需要学习借鉴的。空间格局聚类关键词的子聚类有长江中游城市、长江经济带、城市、GDP、经济增长。聚类关键词金普新区是典型的区域对象代表，其子聚类涉及土地利用数据、GDP计量、人口模拟等，反映了现有区域研究主流分析内容。
#8城市规模辭市扩展ymsp/ols夜间灯光数据
"囲#5碳排裁
#0夜间灯来数据尢厂k、"谢•牛
'善成£_云城亦#2dmsp/ols jdmsp/ols
-#3空j•可格局「卫〒
.■--#1夜丽光以碳排放
#4建成区囂感人口訥化爲細卩籽经济增长
城市扩张劲亦p/b/S数据l［yPP/viir
呛寫*间灯冕Z
图6国内夜间灯光数据研究的关键词聚类图
Fig.6Key words clustering diagram of domestic
night light data research
3.2阶段性前沿研究领域分析
关键词突现度可反映某时间段内影响力较大的研究领域。关键词突现主要集中于2011年以后，主要向7个主题转移:DESP、城市化、遥感、人口分布、经济增长、碳排放、VIIR，见表1o其中，持续时间最长的突现词为城市化，说明城市领域对夜间灯光数据研究持续性较长。强度最强的突现词为DMSP，说明DMSP/OLS一直是目前国内夜间灯光数据的重要来源。出现时间最晚的突现词为经济增长、碳排放、VIIR，说明近三年来的研究热点是碳排放、经济增长、viir，夜间灯光数据应用研究正在从传统的人口、城市发展等领域开始不断拓展，朝着更多、更广的交叉领域延伸，并取得了诸多富有意义的成果。而VIIRS 突现度晚，在一定程度上说明了NPP/VIIRS数据源对DMSP/OLS数据源的替代与延续，主要是由于DMSP/OLS 数据时效性为1993—2013年，缺乏连续更新性，而NPP/ VIIRS数据从2012年后一直保持动态更新，时效性强，是目前乃至未来夜间灯光数据研究的重要数据源［19］。因此，表1国内夜间灯光数据研究的热点词突现表
Tab・1Highlights of hot words in domestic nighttime
lighting data research
Keywords Year Strength Begin End2003—2018
DMSP2003 6.558620112013—
城市化2003 1.976620112015—
遥感2003 1.805920162015―
人口分布20030.571720132017—
经济增长2003 1.314320162018―
碳排放20030.571720162016一
VIIRS2003 1.314320162018—如何加强DMSP/OLS与NPP/VIIRS两类数据源有效融合，从而形成更长时间序列的夜间灯光数据，是未来夜间灯光数据研究的重点。
3.3研究主题演变和阶段划分
通过高频关键词的时间分布及变动趋势，可以把握和揭示国内夜间灯光数据研究演进趋势，本研究借助CiteSpace的“TimeZone”功能获取时区视图进行历时性分析。结合上文中突现词、突现年份以及关键词共现分析，我国夜间灯光数据研究大体可分为3个发展阶段：1）萌芽阶段（2003—2010年），年度发文量均在4篇以下，研究力量和关注度明显不足，学者尝试性地将夜间灯光数据引入中国发展，并利用到相应的领域进行探讨与分析，且这一时期夜间灯光数据研究更侧重于遥感领域，文章主
要刊发在遥感类与地理类期刊，尚未形成交叉融合发展; 2）探索阶段（2011—2015年），这一时期的夜间灯光数据主要以DMSP/OLS为主体，并探索城市化、GDP空间化等经典问题，需要说明的是，这一时期的GDP研究更多是经济地理学的分析范式；3）深化阶段（2016—2018年），这一阶段文献呈井喷式增长，发文量蔚然可观，集中了大部分高频关键词，意味着该阶段国内夜间灯光数据研究领域或视角的丰富，技术方法也多元化，向着纵深与理性发展，如图7所示。夜间灯光数据也被广泛利用到人口、经济、环境、土地等领域，并注重与其他多源大数据的协同利用，如DEM［20］、Landsat［21］等多源数据。
图7国内城市研究主题演变和阶段划分
Fig.7Evolution and stage division of urban agglomeration
research themes in China
4结论
通过上文对国内夜间灯光数据研究进展与热点的梳理，可得出以下结论：
1）基本面情况来看，截至2018年底，国内夜间灯光数据研究领域共刊发308篇，大数据时代的来临助推了夜间灯光数据研究的扩展与深化。国内夜间灯光数据研究主要集中于地理类、测绘类、经管类三
大类期刊，其中地理类与测绘类期刊对国内夜间灯光数据研究具有重要的学术地位与影响力；作者间表现出“大分散、小聚合”特征，虽形成了小规模学术体，但彼此间联系较为分散，刘修岩、杨洋与潘竞虎是这一研究领域中最有影响力的学者。
第3期曾冰：基于CiteSpace的国内夜间灯光数据研究知识图谱分析11
国内研究机构间成果差异比较明显，且联系不够紧密，中国科学院是国内夜间灯光数据研究的执牛耳者。
2)从研究发展路径与演变趋势来看，总体上，国内夜间灯光数据研究可分为萌芽阶段、探索阶段与深化阶段。DMSP/OLS是目前夜间灯光数据研究领域中的主流数据源，当前夜间灯光数据主要集中于城市发展、社会经济指标、人口发展、生态环境评估等领域，但研究方法比较单一，尤其是在数技术处理上有待加强。NP>P>/VIIRS数据源对DMSP/OLS数据源有替代与延续的意义。
5结束语
通过对现有国内夜间灯光数据研究成果演进发展进行总结，本文认为国内夜间灯光数据研究未来发展应从以下几个方向深化完善：1)注重学科间的交叉融合。遥感测绘领域研究重技术轻应用，而地理学与经济学则重应用轻技术，经济领域与地理学领域应该多加强与遥感测学科间的交流合作，尤其是在夜间灯光数据校正与合成方面;2)夜间灯光数据研究应回归于数据技术处理，加强技术与应用的协同性。技术的科学处理是保证夜间灯光数据应用的重要前提，如经济领域的夜间灯光数据应用只是简单的掩膜加上区域分析工具来提取灯光值，并以此表征经济发展，很少去探讨技术处理。虽然夜间灯光数据本身已进行了去云、去噪声等处理，但因气候等噪声影响，其效度与信度仍有待提高，目前研究难点也是受限于数据自身的影响，回归于数据技术处理并提高数据质量是非常有必要的；3)加强DMS
P/OLS与NPP/VIIRS 等其余夜间灯光数据源的融合。DMSP/OLS提供了1992—2013年长达22年的时间序列数据，但2013年后就未再更新，而NP>P>/VIIRS等其他夜间灯光数据源则时效性与现势性更强，如NP>P>/VIIRS提供2012年及以后的数据，目前仍在更新。我国首颗夜间灯光遥感卫星“珞珈一号”业已发射并运行，未来需要综合多种夜间灯光数据源，从而形成更长时间维度的数据。
总之，数据千万条，科学第一条，只有科学合理地用好、用对夜间灯光数据，才能更好地服务社会经济发展。
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[编辑：刘莉鑫]
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