如何绘制研究领域的科学知识图谱？

琴您置受

科学研究是人类在目前认知范围边界上逐步探索、以求突破前进的行为过程，然而在信息量爆炸的大数据时代，如何高效地掌握学科框架，进而梳理出研究主题的发展脉络和未来发展趋势是所有科研人员普遍关心的问题。
为了研究一个科学问题，我们常常需要翻阅大量的文献资料，可是如何高效地从海量专业资料中辨识优质文献、抓取前沿文章呢？也许下面这些图可以帮助到大家。






一．基本介绍：

科学研究是人类在目前认知范围边界上逐步探索、以求突破前进的行为过程，然而在信息量爆炸的大数据时代，如何高效地掌握学科框架，进而梳理出研究主题的发展脉络和未来发展趋势是所有科研人员普遍关心的问题。因此，科学知识图谱的绘制显得格外的重要。其中，绘制科学知识图谱的软件有很多，如CiteSpace、VOSviewer、BibExcel以及SCI2等。本文选取最常用的VOSviewer软件和CiteSpace软件进行介绍。
VOSviewer是一个用于构建和可视化文献计量网络的软件工具。例如，这些网络可能包括期刊，研究人员或个人出版物，它们可以基于引用，书目耦合，共同引用或共同作者关系来构建。VOSviewer还提供文本挖掘功能，可用于构建和可视化从科学文献中提取的重要术语的共现网络。


CiteSpace是一款着眼于分析科学分析中蕴含的潜在知识，是在科学计量学、数据可视化背景下逐渐发展起来的引文可视化分析软件。学习使用CiteSpace能够快速了解所研究方向的“论文图谱”，可以知道哪些论文是优质的，哪些论文是具有开创性的。那些具有开创性质的论文一般不会那么复杂，较容易理解，可以找出来细细品读。


二．VOSviewer实操：

VOSviewer支持多种文献导入方式，首先我们以Hydrology（水文学）为关键词，从Web of science导出的参考文献为例，进行分析。
第一步是检索文献：从web of science数据库以Hydrology为关键词检索2021年的文献并导出我们需要的文献信息，这个数据库可能需要校园网络才能使用，可以看见我们一共检索到了6250篇Hydrology相关文献。接下来我们点击“导出”按钮，选择“制表符分隔文件”，而后勾选记录1至1000（一次不能超过1000条记录，这里我们分7次导出共计6250条记录进行分析），记录内容保持默认即可。


第二步是创建映射图谱：因为我们导出的是纯文本文件，所以我们打开VOSviewer界面，首先点击Create按钮，然后选择 Create a map based on text data。选第二个选项，基于数据库文件构建图谱，显示支持web of science 数据库，然后点击next进入下一步。


按照序号，选择我们从Web of science 中导出的记录，并点击next进入下一步，


随后的步骤均可保持默认设置，连续点击四次“next”以及一次“finished”之后就可看到2021年关于Hydrology主要研究的热点词组。


可以看到，2021年关于Hydrology的研究跟climate change（气候变化）是密切相关的，说明最前沿的Hydrology研究与climate change是密不可分的。


三．CiteSpace实操：

CiteSpace也支持多种文献导入方式，接着我们以“Tibetan Plateau”（青藏高原）、“River runoff”（河川径流）为关键词，从web of science 导出的参考文献，进行分析。
第一步文献准备：首先，新建四个文件夹，分别命名为data、input、output、project，用于存放绘图过程中对应的数据。接着，利用Web of science检索功能筛选出符合的数据，并以文本的格式导出至input文件夹，命名为download_1_408。
值得注意的是：CiteSpace只接受文件名“download”开头的数据，因此文件命名尽量参照以上格式。文献筛选依据各自需求而定，无特殊要求。具体步骤如下：


第二步数据预处理：CiteSpace默认的数据是从Web of science导出的，因此从这里导出的数据预处理过程比较简单。但是，如果是从其他地方导出的或者数据类型不同则需要进行相对比较复杂的预处理过程，例如从中国知网数据库导出的中文文献数据。感兴趣的朋友可以参考文末的推荐资料，自己研究一下。具体步骤如下：


第三步数据可视化：首先将预处理后的文件以及导出的数据文件（在input文件夹）复制并放入data文件夹，为可视化做好准备。接着新建可视化任务，然后根据需求对可视化类型以及可视化参数进行设置。最后，对可视化图形进行调整。




因此，在青藏高原河川径流变化研究中多引用Immerzeel、Yao TD、Yang K和Cuo L等人的文章，以他们为核心的研究团队最关心的影响因素有冰川退缩、积雪变化、区域水循环等，研究区域集中在西昆仑-帕米尔地区、三江源区、雅鲁藏布江上游等。




四．软件下载：

VOSviewer软件官网：https://www.vosviewer.com/
CiteSpace软件官网：https://citespace.podia.com/

五．推荐学习资料：

B站：
微信公众号：CiteSpace可视化分析、科学知识前沿图谱
作者：黄桂锋、陈首志
编辑：徐源浩