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以文獻資料庫分析尋找目前熱門研究領域動向以土壤科學分析為例 科技政策研究與資訊中心 吳森博 2009/12/21 前言 現今知識經濟的環境下，世界各國在科學與技術方面的進步，可謂一日千里。 儘速掌握新興的研究發展重點與趨勢，已成各國制訂科技政策的趨勢 在數位媒體發達的今天，從大量龐雜的學術文獻中，透過先進資訊工具的輔助，快速掌握科學領域的發展，對優勢科技政策之分析與擬定，可提供相當有價值的資訊。 研究前沿(Research Front) 為一創新技術分析方法，有助於獲知目前哪些領域的研究成果之重要發現以主題式(稱為”前沿議題”)的呈現，以反映出當前科學家重點關注的方向 本研究利用前沿ESI (Essential Science Indicators)資料庫中最常被引用的論文為研究前沿主題，以研究前沿關鍵詞及其引用之論文，來擴充科學論文樣本，期望能夠掌握重要科學技術發展的動向及需求 分析步驟 (1)論文下載 (2)資料剖析 (3)主題偵測 (4)多階層歸類 (5)結果呈現 論文下載 從ESI資料庫中最常被引用的論文群集 ，辨識出跟欲研究主題相關的研究前沿(Research Front) ，利用其研究前沿關鍵詞或其引用文獻，進入Web of Science資料庫擴大該研究前沿的論文樣本，以便後續的主題領域分析 資料剖析 從ESI資料庫下載之論文，經程式整理、過濾重複資料後，找出13個重要欄位 作者欄(AU)、論文標題(TI)、期刊全名(SO)、論文關鍵字(DE)、論文描述詞(ID)、論文摘要(AB)、作者所屬機構之國家(C1)、參考文獻(CR)、參考文獻篇數(NR)、被引用次數(TC)、論文出版年(PY)、論文所屬領域別(SC)及Web of Science之論文主鍵欄 主題偵測 利用引文分析(citation analysis)與文字探勘(text mining)技術，對下載的文件進行研究主題的自動偵測與辨識 在引文分析部分，需要建立「書目對」 (bibliographic coupling)或「共被引」 (co-citation)強度索引矩陣 多階層歸類 將「詞彙」歸類成「概念」(concepts) 「概念」歸類成「主題」(topics) 「主題」歸類成「次領域」(sub-domains) 「次領域」再歸類為「大領域」(domains)，以便進行概括性的趨向分析 結果呈現 土壤科學相關背景 土壤科學領域屬於農業中相當古老之科學 土壤學(pedology)一詞，其初始概念來自於1778年俄國學者Dokuchaev所建立之土壤形態學(morphology)概念 當時所發現之土壤稱之為Podzol(淋澱土)，其意思為在灰白層下的土壤(under(pod)ash(zola)) 土壤科學相關背景 早期之研究以增加農業生產力為主，然而隨著時代環境從農業社會轉變成現今之工商、甚至是高科技社會，整個自然環境受到了相當程度的破壞與污染 現今土壤科學之研究方向並不能僅單純滿足農業生產力，進而必須擴展至如：土壤與地下水污染防制、土地利用與品質改良、精緻農業及有機農業等同時兼顧環境保護與生產力之方向 顯示該科學正因應時代而有明顯的改變，因此十分適合做為本分析之學科對象 土壤環境前沿議題 藉由日本前瞻相關議題驗證 科技前瞻發展史 美國在二次世界大戰後（1950-60）即採用技術預測(Technology Forecasting)來做為決策工具。 日本（參考美國），自1970年起，由科技廳與未來學研究所共同運用德菲法(Delphi)來進行每五年一度的預測調查（未來10至20年之間的科技發展趨勢）。 1980年代中期，其他各國（尤其歐盟）亦紛紛進行這類的科技規劃活動。但漸漸以科技前瞻、研究前瞻（Foresight）的概念替代科技預測。 使用生物性殺蟲劑與驅蟲劑(天敵、費洛蒙等)作害蟲防治的主要方法 利用天然環境力量達成化學合成農藥肥料的用量減半的目的 開發具有高固氮功能的共生藻類及真菌，實際運用於水稻、豆類甚至非豆類作物上 將土壤以微生物或相剋物質處理後，改善作物連作生長遲緩的現象 利用微生物將土壤中不能利用的固定磷溶解並促進作物吸收技術之普及化 連續低注水旱田耕作技術以減少地下水中的硝酸離子污染 有效利用固定在土壤中磷的技術 在日本普遍使用寬架曳引機，減少土壤受壓，達到重視農業生態系的目的 地區性農林業資源及有機廢棄物作為生質能源以實現低成本、零排放農林業與農村 利用人工智慧與電腦模擬技術對於森林、水源、土壤等資源作管理 將種植所需如土壤地圖網格數據與及其他如氣象及成長模式的數據之系統加以組合，使先進農場經營系統在日本普及化 利用全球規模的感測網建立農林水