本书系统介绍了当前已有的研究前沿识别与预测方法，以及国家自然科学基金项目“基于主题扩散演化滞后的研究前沿识别及趋势预测研究”的研究成果。首先梳理了研究前沿、主题演化和主题扩散等相关概念、理论与方法，并对本书研究的关键概念“研究前沿”“主题扩散演化”进行了界定，从科学发展模式理论、生命周期理论和系统论等视角分析了本书研究的理论基础和依据。当前研究中的主要不足为；利用不同数据源（基金、论文等）识别研究前沿的研究大都简单地将不同数据源的识别结果进行并列、叠加和对比分析，缺少对不同数据蕴含的研究主题内在关联的考虑，难以全面把握创新特征，影响了研究前沿识别的准确性和前瞻性。

第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 问题提出
1.1.3 研究意义
1.2 研究目标与研究内容
1.2.1 研究目标
1.2.2 研究内容
1.2.3 研究的创新之处
1.3 研究方法与研究工具
1.3.1 研究方法
1.3.2 研究工具
1.4 组织结构
1.5 本章小结
第2章 研究前沿识别国内外研究进展
2.1 相关概念及其界定
2.1.1 研究前沿
2.1.2 主题演化与主题扩散演化
2.2 理论基础
2.2.1 科学发展模式理论
2.2.2 生命周期理论
2.2.3 系统论视角下基金和论文中知识增长自组织、关联机制
2.2.4 科学知识系统内主题扩散演化滞后影响因素分析
2.3 研究前沿识别
2.3.1 基于引文的研究前沿识别方法
2.3.2 基于主题词的研究前沿识别方法
2.3.3 基于主题模型的研究前沿识别方法
2.3.4 研究前沿识别的新方法、新思路
2.4 主题演化
2.4.1 基于引用的主题演化分析
2.4.2 基于文本内容的主题演化分析
2.5 主题演化可视化
2.6 主题扩散演化
2.7 当前研究主要不足
2.8 本章小结
第3章 基金与论文关联的主题扩散演化路径识别及其可视化
3.1 基金与论文关联分析
3.1.1 研究前沿识别数据源
3.1.2 基金与论文关联分析
3.2 基金与论文关联的主题扩散演化路径识别及其可视化方法框架
3.2.1 数据获取及预处理
3.2.2 基于LDA模型的研究主题识别
3.2.3 基金和论文主题关联构建
3.2.4 基金与论文关联的主题扩散演化路径可视化设计
3.3 实例验证
3.3.1 数据集
3.3.2 基于LDA模型的基金与论文主题识别
3.3.3 基金与论文主题关联构建
3.3.4 基金与论文关联的主题扩散演化路径可视化
3.3.5 讨论
3.4 本章小结
第4章 基金与论文研究主题扩散演化滞后效应测度
4.1 研究假设
4.2 基本思路
4.2.1 基金和论文主题识别与关联构建
4.2.2 基于ARDL模型的基金和论文扩散滞后模型构建
4.2.3 基金和论文研究主题扩散演化路径滞后分析
4.3 实例验证
4.3.1 数据集
4.3.2 主题识别与关联
4.3.3 基于ARDL模型的基金和论文扩散滞后分析
4.3.4 基金与论文研究主题扩散演化滞后路径可视化分析
4.4 结论与讨论
4.5 本章小结
第5章 基于主题扩散演化滞后的研究前沿识别及其预测方法
5.1 研究前沿识别影响因素
5.1.1 影响因素分析
5.1.2 基金和论文数据特征分析
5.2 方法框架
5.2.1 研究前沿主题判别指标
5.2.2 基于战略坐标图的研究前沿主题判别
5.2.3 基于主题扩散演化滞后的研究前沿主题识别
5.2.4 基于主题扩散演化滞后的研究前沿预测解读
5.3 实例验证
5.3.1 数据集
5.3.2 主题识别
5.3.3 研究前沿主题指标计算
5.3.4 研究前沿主题判别
5.3.5 基金与论文主题扩散演化滞后效应测度
5.3.6 基于主题扩散演化滞后的研究前沿识别
5.3.7 基于主题扩散演化滞后的研究前沿预测及其解读分析
5.4 讨论
5.5 本章小结
第6章 实证研究
6.1 实证领域说明
6.2 数据获取及预处理
6.2.1 数据获取
6.2.2 数据预处理
6.3 美国纳米农业领域基金和论文主题识别
6.4 美国纳米农业领域基金和论文研究前沿主题初始判别
6.4.1 基金和论文主题前沿特征计算
6.4.2 基金和论文研究前沿主题初始判别
6.5 基于主题扩散演化滞后的研究前沿主题识别
6.5.1 美国纳米农业领域基金和论文主题扩散演化滞后效应测度
6.5.2 滞后修正的研究前沿主题判别
6.6 美国纳米农业领域研究前沿主题预测及其解读分析
6.6.1 基于ARIMA模型的研究前沿主题强度趋势预测分析
6.6.2 基于Word2Vec模型的研究前沿主题内容趋势预测分析
6.7 结果验证
6.7.1 专家咨询验证
6.7.2 基于共被引聚类和词分析的研究前沿识别验证
6.7.3 报告数据验证
6.8 本章小结
第7章 总结与展望
7.1 研究总结
7.2 研究的不足与未来工作
附录
附录A 基金与论文关联的主题扩散演化路径可视化程序代码
附录B 基于LDA模型的主题识别程序代码
附录C 基于ARIMA模型的主题强度趋势预测程序代码
附录D 美国纳米农业领域检索式
附录E 词向量语义距离计算结果
附录F 基金项目和论文主题识别结果
参考文献

随着科学技术的不断进
步，科技创新成果不断涌现
，生产力迅猛发展，科学技
术对于各行各业的影响日益
加深，成为促进经济增长、
推动产业革命的重要源泉，
科技竞争力逐渐成为国家地
位的保障。科技竞争力地位
的不断提高对于情报学界的
研究范式提出了新的要求，
需要尽早发现、识别科技创
新的前沿、热点，并评估其
发展趋势，以支撑相关科技
发展决策。
在数据科学时代，科技
情报分析与研究的问题往往
更为综合，涉及要素更为多
元，也更为细化，这导致单
一数据源（论文、专利等）
不能满足前沿情报分析需求
，需要不同类型的数据源相
互补充。但是，目前的研究
侧重于基金、论文和专利等
科技文献数据简单融合分析
的实践应用，基金、论文和
专利等科技文献数据的研究
主题之间的相互作用机制尚
待探讨，即目前情报学界对
于基金、论文和专利之间的
科学知识传递、扩散演化规
律研究不足，在一定程度上
限制了基金、论文和专利等
不同科技文献数据融合分析
的科学性、有效性。
因此，本书从“主题扩散
演化”这一角度切入，以基
金和论文数据为研究对象，
面向研究前沿识别及其预测
的情报分析任务场景，研究
基金、论文这两种不同科技
文献之间研究主题的扩散演
化滞后现象，探索归纳其基
本机制与规律，并提出通用
的基于主题扩散演化滞后的
研究前沿识别方法，以期提
高研究前沿识别结果的“前
瞻价值”。
本书系统介绍了当前已
有的研究前沿识别与预测方
法，以及国家自然科学基金
项目“基于主题扩散演化滞
后的研究前沿识别及趋势预
测研究”的研究成果。首先
梳理了研究前沿、主题演化
和主题扩散等相关概念、理
论与方法，并对本书研究的
关键概念“研究前沿”“主题
扩散演化”进行了界定，从
科学发展模式理论、生命周
期理论和系统论等视角分析
了本书研究的理论基础和依
据。当前研究中的主要不足
为；利用不同数据源（基金
、论文等）识别研究前沿的
研究大都简单地将不同数据
源的识别结果进行并列、叠
加和对比分析，缺少对不同
数据蕴含的研究主题内在关
联的考虑，难以全面把握创
新特征，影响了研究前沿识
别的准确性和前瞻性。
针对上述不足，本书提
出了基金与论文关联的主题
扩散演化路径识别及其可视
化分析方法。梳理了科技规
划、基金和论文等用来识别
研究前沿的科技文献，并分
析了它们之间存在的直接或
间接的关联关系，指出基金
、论文作为科学知识的主要
载体，其中蕴含的研究主题
、研究前沿等作为科学知识
系统内容的核心要素，存在
一定的显性、隐性联系，并
通过主题转移、扩散和演化
等时序变化过程表现出来；
重点设计了基金与论文关联
的主题扩散演化路径识别及
其可视化方法框架，包括数
据获取及预处理、基于LDA
模型的研究主题识别、基金
与论文主题关联构建和主题
扩散演化路径可视化设计等
部分。以美国人工智能领域
为例进行了实例验证，根据
所设计的可视化方案绘制了
可交互的、基金与论文关联
的主题扩散演化路径可视化
图谱，验证了方法的可行性
、有效性。
接下来，重点提出了基
金和论文研究主题扩散演化
滞后效应测度方法。具体包
括：先识别出不同时间窗口
下基金和论文的研究主题，
并基于余弦相似度构建主题
之间的关联关系，然后根据
研究前沿主题判别指标构建
战略坐标图，进行研究前沿
主题识别，在此基础上，从
外部数量特征和内部主题特
征两个层面分析基金和论文
研究前沿主题的扩散演化滞
后效应。研究发现，美国人
工智能领域的基金和论文中
蕴含的研究前沿主题存在一
定的关联关系，研究前沿主
题的出现存在时间先后顺序
（滞后性），对于美国人工
智能领域，可以根据基金的
研究前沿主题预测未来2年
论文的研究前沿主题，根据
论文的研究前沿主题预测未
来1年基金的研究前沿主题
。
在上述研究结果的基础
上，本书提出基于主题扩散
演化滞后的研究前沿识别及
其预测方法。以美国纳米农
业领域作为实证分析对象，
验证了基于主题扩散演化滞
后的研究前沿识别及其预测
方法的有效性和可行性。在
美国纳米农业领域基金和论
文主题识别、前沿特征计算
的基础上，结合战略坐标图
进行了研究前沿主题初始判
别。然后，进行美国纳米农
业领域基金和论文主题扩散
演化滞后效应测度。研究发
现，美国纳米农业领域在一
定程度上可以根据基金的研
究主题来预测未来3年论文
的研究主题，根据论文的研
究主题来预测未来2年基金
的研究主题。根据滞后效应
测度结果进行了滞后修正的
研究前沿主题识别，其中，
预测了未来3年论文的研究
前沿主题，得到纳米颗粒在
农作物代谢过程中诱导应激
机制、用于绿色和可持续环
境及农业应用的纳米气泡技
术、农作物吸收不同剂量下
纳米材料的反应与机制、基
于纳米颗粒一植物一叶相互
作用的农药研发、纳米颗粒
在农作物一土壤生态系统中
的积累与转化机制、基于纳
米技术的农作物基因组编辑
与工程、纳米生物传感器在
农业