综述：生成式人工智能支持的无人驾驶飞行器系统的最新进展及其应用技术 Hyonbum Kim

《Drones》：Recent Advances for Generative AI-Enabled Unmanned Aerial Vehicle Systems and Applicable Technologies Hyunbum Kim

　　**亮点**
主要发现是什么？
引用网络分析（47篇文章，2013–2024年）显示，海岸无人机研究已达到方法论上的成熟：2013–2016年建立的摄影测量协议在2024年仍然是标准参考，这表明其具有基本面上的适用性，而非过时。该领域表现出极强的地理集中性（地中海地区的机构在早期阶段占据主导地位），以及应用上的不平衡：时间监测占研究的46.8%，而侵蚀/风险评估的应用则严重不足，仅占8.5%，尽管这是与政策最相关的应用。

**主要发现的意义是什么？**
从技术验证向实际海岸项目的过渡受到机构障碍的制约，而非技术限制。要实现无人机的潜力，需要标准化协议、长期的资金支持（每年约200–300万美元，用于10–15个全球观测站），以及非专业人员也能使用的自动化处理流程。将技术转移到脆弱地区需要协调能力建设：区域培训中心、多语言开放教育资源以及设备共享计划（每年约750万美元，用于15个区域中心），以防止在海岸适应基础设施方面持续存在南北差距。

**摘要**
无人驾驶飞行器（UAV/无人机）已成为海岸环境监测的变革性工具，但该领域的知识发展和操作成熟度尚未完全表征。本研究通过Litmaps进行引用网络分析，绘制了2013年至2024年海岸无人机研究的结构、整合和知识传播模式。通过系统的引用关联标准，确定了47篇有影响力的文章，揭示了三个不同的阶段：开创阶段（≤2016年）、整合阶段（2017–2022年）和创新阶段（≥2023年）。结果显示，2013–2016年建立的基础RGB摄影测量协议在2024年仍然是标准参考，表明方法论上的成熟而非过时。然而，存在明显的地理集中性（地中海地区的机构在早期发展阶段占主导地位），应用也存在不平衡：时间监测占46.8%，而与政策相关的侵蚀/风险评估仅占8.5%。尽管技术上已证明足够有效（精度低于1厘米，成本比替代方法降低70–80%），但向实际海岸项目的过渡仍面临机构障碍而非技术障碍。分析认为，要实现无人机的操作潜力，需要管理部门、研究机构、能力建设计划和公平的数据治理框架之间的协调发展。

**1. 引言**
海岸环境是地质形态和生态过程在多个空间和时间尺度上相互作用的动态系统。这些环境面临着气候变化、城市化和人类活动的日益增加的压力，因此需要强大的监测框架来指导管理策略。传统方法（地面调查和卫星遥感）在空间分辨率、时间频率或成本效益方面存在关键限制。无人驾驶飞行器（UAV）的出现带来了范式的转变，提供了通过多传感器数据融合和自动化分析填补这些空白的机会[1,2,3]。然而，尽管技术迅速发展且技术上证明有效，但该领域的知识发展、方法论整合模式以及向操作成熟度的过渡仍未完全阐明。

**2. 文献综述**
2.1. 传统方法的历史背景和局限性
海岸环境的监测历来依赖于操作和经济上的局限性较大的方法，这使得无法充分捕捉这些环境的快速变化。使用全站仪和GNSS接收器的地面地形测量虽然在离散点上精度较高，但耗时且劳动强度大，不适合高度移动的沙质环境。卫星遥感（Landsat、Sentinel）虽然具有全景覆盖能力，但存在空间分辨率不足（10–30米）的问题，轨道周期固定（通常为10–16天），且在热带沿海地区经常无法穿透云层。有人驾驶的航空摄影曾是一个重要的替代方案，但成本高昂、灵活性差，大多数资源有限的研究机构难以使用。机载LiDAR虽然精度极高，但经济上仍然难以承受；典型的调查费用在10,000–50,000美元之间，使得重复监测不切实际。在这种技术和经济限制的背景下，无人驾驶飞行器（UAV）的出现带来了范式的转变。

2.2. 引用网络分析：定位和理论基础
最近的文献计量研究记录了海岸无人机应用的增长和地理分布。Novais等人[1]使用Web of Science对2002–2022年的160篇文章进行了全面的文献计量分析，利用VOSviewer和Bibliometrix等工具绘制了出版趋势图，确定了主要国家和作者，并追踪了关键词的变化。他们的研究成功描述了海岸无人机研究作为一个主题领域的广泛性，显示自2018年以来出版数量呈指数级增长，并且在美国、法国、韩国和西班牙等地呈现出地理集中。

**3. 方法论和方法**
本研究采用引用网络分析方法，通过谷歌学术数据构建引用网络，识别开创性作品，追踪方法论传承，并评估该领域是否表现出操作成熟的特征。这种方法明确关注已记录的科学影响力，而不是全面覆盖所有索引研究。

**4. 结论**
本文的其余部分安排如下：第2节回顾了海岸监测方法的历史背景，并将引用网络分析置于文献计量方法中；第3节描述了Litmaps方法、数据收集程序及其局限性；第4节展示了网络结构、时间阶段和应用模式；第5节讨论了对该领域成熟度和操作采用障碍的影响；第6节提出了对利益相关者的建议。Suo等人[19]将安装在无人机上的多光谱传感器集成起来，用于绘制沙丘植被的地图，这标志着一个重要的概念性转变：无人机不再仅仅是用于地形测量的工具，而是成为进行综合环境评估的平台。同时，Gon?alves[20]开发了一种创新的基于地理对象的分析（GEOBIA）方法，利用带有RGB传感器的无人机，证明了面向对象的分析可以从传统图像中提取语义丰富的信息，将分类能力扩展到不仅仅是地形处理的范围。这项工作标志着一个重要的概念性转变：无人机不再仅限于捕捉地形和植被信息，而是通过先进的图像处理方法来分析复杂的空间模式。Pagán等人[21]建立了长期监测项目，跟踪了近十年间海滩-沙丘系统的变化。Taddia等人[22]继续改进了适用于沿海环境的SfM协议，而Laporte-Fauret等人[23]将应用范围扩展到了对大片海岸线的监测，解决了操作效率和处理海量数据的挑战。2020年至2021年是一个量和质的转折点。Casella等人[24]重新审视并改进了十年前建立的协议，不仅体现了连续性，还进行了逐步完善。Suo等人[25]对不同的地形建模方法进行了严格的比较，为该领域的新手研究人员提供了方法选择的参考。更重要的是，Duo等人[26]探讨了无人机生成的DEM中的不确定性以及检测到的形态变化的统计显著性问题，大大提高了该领域的统计严谨性。Andriolo等人[27,28]将应用范围扩展到了近岸过程监测，超越了单纯的陆空接口。

2.5. 创新阶段（≥2023年）：通过人工智能实现多传感器集成与自动化
最新的阶段通过集成先进的传感器和人工智能驱动的分析，标志着一个质的转变。Ahmed等人[29]对低成本传感器在监测海岸气候风险方面的有效性进行了系统的元分析，巩固了不同传感器配置适用性的定量证据。Contreras-de-Villar等人[30]为复杂地形（如陡峭的沿海沙丘）的调查开发了创新协议，在这些地方传统方法面临显著的限制。Novais等人[1]、Jessin等人[31]和Müllerová等人[32]通过将机器学习应用于无人机数据分析，推动了该领域的前沿发展。这些工作尽管数量不多，但其意义重大，代表了从手动和半自动化分析向全自动处理的转变，有可能在应用的可扩展性方面产生重大影响。多光谱、高光谱和激光雷达传感器与人工智能算法的集成，有望极大地扩展无人机可以解决的科学问题的范围，从植物物种的分类到实时变化的检测。

3. 材料与方法
本综述通过引用网络分析研究了无人机技术在沿海环境中的演变。无人机在沿海环境中的应用领域具有相对明确的主题——海滩、沙丘、河口和悬崖——并且使用了成熟的技术术语，这些特征使得使用Google Scholar作为主要搜索引擎来识别开创性文章是合理的。

3.1. 种子文章的搜索与选择
我们在2025年1月开始在Google Scholar上进行探索性搜索，使用了以下术语组合：（“drone”或“UAV”或“UAS”或“RPAS”）和（“coastal”或“beach”或“dune”或“shoreline”）。结果按相关性和发表日期排序。我们确定了Mancini等人[6]是第一篇被高引用（762次引用）的文章，它系统地应用了无人机摄影测量技术在沿海环境中的应用。选择这篇文章作为种子文章是因为它既是开创性的——首次建立了可比较的方法论——也是具有影响力的，为该领域建立了方法论和知识路径。选择Google Scholar作为主要数据库有几个原因：（1）全面的覆盖范围，包括会议论文和机构仓库，而不仅仅是传统期刊索引；（2）卓越的前向引用跟踪对于绘制影响网络至关重要；（3）与Litmaps平台的直接集成，确保了方法论的一致性；（4）通过交叉验证确认在Web of Science中的覆盖率为93.6%，在Scopus中的覆盖率为95.7%（见第3.4节）。

3.2. 引用网络的构建
将种子文章输入Litmaps平台，该平台使用Google Scholar作为底层搜索引擎来绘制引用关系。从Mancini等人[6]开始，Litmaps自动检索了这篇开创性文章被引用的所有文章、引用它的所有文章，以及这些新识别文章被引用的所有文章，从而形成了一个扩展的网络，其中每个节点代表一篇文章，每条边代表一个引用关系。如果这些文章在后续年份与网络中的其他文章有实质性的连接，网络还会补充其他高引用和开创性的文章。

3.3. 精炼标准
为了完善这个初始语料库，我们应用了三个连续的标准以确保方法论的严谨性。首先，我们确定了2013年至2024年之间的时间范围，因为2013年之前的作品在沿海环境中的应用方法并不具有可比性。其次，我们只包括经过正式同行评审的文章和会议论文，系统排除了预印本、技术报告、博客和灰色文献。第三，我们只保留那些在Litmaps网络中至少有一个可见引用链接的文章，确保语料库代表了科学界认可的知识流动。最后一个标准优先考虑了“持续的影响线”——沿着路径的多重连接，而不仅仅是孤立的“高引用数量”。偶尔被引用一次是不够的：重要的是持续性和不断的影响。正是重复的引用流，而不仅仅是一次性的参考，构成了网络的架构并定义了影响力集群。那些虽然全球引用次数很多，但没有建立具体（可可视化）影响链接或在随后的十年中没有被纳入该领域知识谱系的文章，被故意排除在主要分析之外。对于本文来说，网络分析中的有效连接是指任何（a）在其发表年份之后的某个时期内被网络中的至少另一篇文章引用，或者（b）作为新研究中引用的文章出现，无论是在不同的年份还是在不同的主题子组中，显示出持续影响力的文章。重点不是全球引用的绝对数量，而是表明随时间累积的、被认可的智力影响的实际链接。这意味着那些只是偶尔被引用而没有连续性的文章没有被纳入中心分析。另一方面，那些在不同时间段建立了文献计量学链接或在后续研究中被重新提及的作品被保留在主要网络中——这是区分“偶尔引用”和“持续影响”的主要标准。所有链接、引用以及文章的包含/排除情况都可以在提供的补充矩阵中进行审核。

3.4. 最终语料库与交叉验证
经过这三个阶段的精细化处理后，最终语料库包含了2013年至2024年间发表的47篇经过同行评审的文章。结果引用网络（图1）直观地展示了该领域的演变过程，文章按时间顺序排列——左边的文章是开创性的，右边的文章是最近的——并通过引用线显示了文章之间的智力影响关系。为了评估我们的基于Google Scholar/Litmaps的方法与传统索引数据库相比是否存在显著差距，我们进行了系统的交叉验证。我们导出了这47篇文章（作者、标题、DOI），并在Web of Science和Scopus中分别搜索了它们在这两个数据库中的存在情况。我们发现47篇文章中有44篇出现在Web of Science中（93.6%），45篇出现在Scopus中（95.7%）。缺失的3篇文章是2023年至2024年的最新出版物，仍在索引过程中。重要的是，Litmaps网络中引用次数最多的20篇文章——那些被认定为具有超过20次引用的关键知识“枢纽”——都出现在这两个索引数据库中。这一结果加强了Litmaps策略能够捕捉到最具影响力作品的结论，缓解了对核心作品缺失的担忧。

引用网络使用Litmaps内部的算法进行可视化，该算法遵循力导向范式，类似于Fruchterman–Reingold及其变体。根据Litmaps的官方文档[33]，这种方法通过最小化重叠来优化节点（文章）的位置，促进自然分组，并使连接和中心性模式更加明显。在图1中，水平的轴表示文章的时间顺序（从左到右，最古老到最新的文章），而垂直的分组显示了主题或合作上的相似性。节点的大小与重建网络中的连接数或引用次数成比例，颜色则表示不同的时间阶段（开创阶段、巩固阶段、创新阶段）。有向边表示文章之间的引用关系（A → B表示A引用B）。

3.5. 数据提取与时间分类
对于每篇包含的文章，我们系统地提取了标准电子表格中的结构化信息：作者和机构隶属关系、发表年份和期刊、无人机技术规格、搭载的传感器、具体的沿海研究环境、使用的主要方法论、应用领域以及主要的方法论或技术贡献。根据文献和引用网络中观察到的主要技术特征和方法论特征，这47篇文章被分为三个不同的时间阶段。开创阶段包括11篇文章（23.4%），发表于2016年之前，这些文章建立了在沿海环境中使用无人机进行摄影测量的基本方法论协议。巩固阶段包括30篇文章（63.8%），发表于2017年至2022年之间，其特点是出版物数量呈指数级增长，方法论标准化，并扩展到超出单纯地形测量的应用领域。创新阶段包括6篇文章（12.8%），发表于2023年之后，其特点是出现了嵌入式激光雷达和多光谱/高光谱传感器等先进传感器，以及人工智能在自动化数据处理中的应用。

3.6. 透明性与可重复性
为了确保高影响力期刊要求的透明性和可重复性，我们明确记录了使用的种子文章（Mancini等人[6]）和使用的关键词。三个精细化标准——时间范围、同行评审和连通性——都有详细的描述。包含的47篇文章的完整列表将包括DOI、期刊、引用次数和元数据，并作为补充材料提供。完整的文章选择工作流程在图2中表示，提供了一个PRISMA适配的流程图，描述了在选择过程的每个阶段识别的记录数量、排除的文章数量和包含的文章数量。图2展示了从初始网络构建到最终语料库验证的五个系统的选择过程。从种子文章（Mancini等人[6]）开始，Litmaps自动扩展的网络生成了一个初始语料库，大约包含150篇文章。基于时间范围（2013–2024年）、出版类型（经过同行评审的来源）和引用连通性的顺序过滤，最终得到了47篇文章的最终语料库。交叉验证确认我们的引用网络方法捕捉到了该领域最具影响力的作品，在Web of Science中的覆盖率为93.6%，在Scopus中的覆盖率为95.7%。

3.7. 方法论的合理性与局限性
本研究采用的方法论结构与那些旨在通过关键词搜索或原始引用次数来检索所有潜在相关文章的传统方法有根本的不同。我们的核心目标是追踪有记录的智力影响——理解谁在时间上通过引用关系有效地影响了谁，从而巩固和发展了该领域。为了实现这一目标——严格重建智力谱系并识别那些巩固、连接和转换范式的节点——引用连通性的拓扑标准不仅是合理的，而且是方法论上必要的。我们明确承认引用网络分析存在结构性局限性，这些局限性定义了本研究的范围和解释：时间偏差：非常新的作品（2023–2024年）可能还没有积累足够的引用次数，在网络中不显眼，因此可能低估了高光谱传感器和人工智能应用等新兴创新。这种时间上的劣势是基于引用的研究方法的固有特征，并非可以纠正的局限性。地理和语言偏见：在地理或语言上处于边缘地位的科学社区发表的研究可能在本地具有显著影响力，但在基于Google Scholar的全球引用网络中并不显眼，尤其是来自发展中国家的机构或使用非主导语言的研究成果。无人机生态学和生物多样性监测领域的新兴应用可能因为尚未在具有稳定引用影响力的研究社区中得到认可而未能得到充分代表。边缘创新的排除：这种方法可能会排除那些具有巨大潜在影响但未被引用链所主导的研究，以及那些尚未被更大社区采用的创新成果。关于地中海地区机构地理集中度的讨论反映了该领域最初发展的实际情况，而非分析工具的局限性。

我们使用了Litmaps平台，这是一个基于Google Scholar的引用网络可视化工具，为没有高级计量学专业知识的研究人员提供了易于使用的界面。与传统需要专门技术知识的计量学工具（如VOSviewer、CiteSpace、R环境中的Bibliometrix）不同，Litmaps提供了技术门槛较低的图形化界面。Litmaps的特定局限性包括对未索引出版物的覆盖范围有限、缺乏定量网络指标（如介数中心性或聚类系数），以及专有算法限制了参数的定制。然而，系统的交叉验证（第三节4.4）表明，Litmaps涵盖了Web of Science中93.6%的文献和Scopus中95.7%的文献，并且100%地覆盖了引用次数最多的20篇重要文章。这种验证缓解了对核心知识表示存在系统性缺失的担忧，同时承认了对边缘或非常新的文献的覆盖限制。

未来的补充方法：未来的引用网络研究可以结合传统的引用指标，使用对时间滞后不那么敏感的替代指标，如altmetrics（社交媒体提及、政策引用）、共同阅读网络（Mendeley、ResearchGate）或预印本服务器连接。这些方法可能会捕捉到尚未在正式引用中体现的新兴影响力，特别是2023-2024年发表的文献，尽管它们会引入不同的偏见（平台流行度、学科采纳模式），需要同样细致的方法论考量。承认这些局限性并不会削弱分析的效力，而是明确将其定位为通过引用来探究科学影响力的研究，而不是详尽的现有技术综述。对于希望获取所有沿海无人机研究清单的研究人员来说，包括那些没有引用影响力的最新研究和边缘社区的研究，传统的PRISMA系统评价仍然是一个推荐的补充方法。这两种方法探讨的是根本不同的研究问题：PRISMA关注“存在什么？”，而引用网络分析则关注“什么影响了后续的发展？”。

通过系统地、反思性地使用Litmaps——明确记录方法论决策，承认结构上的局限性，并通过Web of Science/Scopus进行交叉验证来三角验证研究结果——这项研究为应用领域的计量学工具的合理性提供了实证支持。这种视角对于环境科学研究社区尤为重要，在这些社区中，掌握复杂的计量学工具的情况较为罕见，但随着新兴技术（无人机、遥感传感器、大数据分析）的普及，理解智力传承和方法论整合模式变得越来越必要。

引用网络分析确定了2013年至2024年间发表的47篇关于沿海无人机应用的文章。以下小节介绍了这些文章的时间分布、合作模式、发表期刊、应用类别以及引用持久性。

4.1. 出版物的时间分布
表1展示了年度出版物的分布情况。该领域于2013年随着一篇开创性文章的出现而兴起，随后在2016年之前逐渐增长（六篇文章）。2018年年度出版物减少到一篇，比2017年减少了83%。此后，2019年出版物数量回升至五篇，在2020年和2021年达到峰值，分别为八篇，并在2022年和2023年稳定在五篇。2020-2021年的出版物占整个文献集的34%（16篇文章）。

4.2. 作者合作模式
合著分析确定了最具生产力的研究人员（表2）。Elisa Casella和Alessio Rovere各自撰写了四篇文章，他们的出版物分布在三个阶段：开创阶段（≤2016年）、巩固阶段（2017-2022年）和创新阶段（≥2023年）。S. Fabbri和C. Suo在2013-2020年期间各贡献了三篇文章。Andrea Pedroncini、Marco Ferrari和Marco Firpo在2014-2016年的开创阶段各自撰写了三篇文章。这些研究人员之间经常出现合作模式，尤其是在关注地中海沿海环境的研究中。

4.3. 出版期刊
这47篇文章分布在30种科学期刊上（表3）。《Journal of Coastal Research》发表了最多的文章（四篇，占8.5%），其次是《Remote Sensing》（两种不同命名）、《Drones》（各三篇，占6.4%）。《Science of the Total Environment》、《Journal of Marine Science and Engineering》和《Geo-Marine Letters》各发表了两篇（占4.3%）。剩余的25篇文章（占53.2%）分布在23种不同的期刊上，每种期刊都发表了一篇分析样本集中的文章。

4.4. 应用领域分布
主题分类揭示了五个主要的应用领域（表4）。时间监测是最大的类别（22篇文章，占46.8%），其次是地形/水深测量（10篇文章，占21.3%）和分类/制图（8篇文章，占17.0%）。生态/植被应用有四篇文章（占8.5%），沿海侵蚀/风险评估也有四篇文章（占8.5%）。

4.5. 引用持久性模式
引用分析显示，2013年至2016年的开创性文章在2022年至2024年的出版物中仍然受到引用。这三篇基础性著作在整个分析周期内都保持了活跃的引用频率，尽管在引用时已经过去了8-11年，但仍在最新出版物中作为方法论参考被引用。

5. 讨论
研究结果揭示了一个非线性的发展轨迹，其特征是增长加速期、关键转型期以及协作网络的巩固期，这些都对领域的发展起到了根本性作用。除了定量模式外，这些发现还揭示了科学成熟的动态、制度障碍以及从探索性研究向应用准备阶段的转变。

5.1. 领域成熟和技术扩散模式
观察到的时间轨迹与Rogers理论描述的技术扩散周期一致[34]，即巩固期先于采纳高峰期的到来。2022-2023年出版物水平的持续稳定——而不是典型的后期衰退——表明该领域已经达到了可持续的操作水平，这是超越探索阶段、进入成熟应用阶段的技术的独特特征。2020-2021年的出版物激增与多个因素的汇聚有关：高质量商用无人机（如DJI Phantom 4 Pro、Mavic 2 Pro）的普及，其价格低于2000美元；摄影测量处理软件（如Agisoft Metashape、Pix4D）的用户友好界面的成熟；以及可能受COVID-19大流行的影响，促使人们选择远程感测作为大规模实地调查的替代方案。这种汇聚表明，推动科学采纳的因素不仅是技术能力，还有技术的可获取性。

5.2. 2018年的骤降：需要未来研究的解释性假设
2018年出版的文章数量突然减少（比2017年减少了83%），这一现象需要谨慎解读。我们提出三个初步假设，同时明确承认这些假设尚未经过实证验证，需要未来的实证研究：
假设1：方法论过渡期。在RGB摄影测量协议广泛采用（2013-2016年）之后，可能在采用高级传感器（多光谱、LiDAR）之前出现了时间上的空白。验证这一假设需要系统地分析2017-2019年出版物方法部分中报告的传感器类型，检查多光谱/LiDAR的采用是否比早期有所增加。
假设2：监管实施瓶颈。2017-2018年在多个司法管辖区（美国、欧盟、巴西、澳大利亚）实施的监管变化可能造成了官僚拖延，影响了现场研究的时间表。验证这一假设需要将出版物提交日期与监管实施时间表进行交叉比对，并分析作者报告的许可获取挑战。
假设3：范式巩固和暂时饱和。在证明RGB摄影测量的准确性后，技术验证研究可能达到了饱和状态，从而在扩展到生态和风险应用之前出现了空白。这可以通过量化2013-2016年的开创性文章是否在2017-2018年达到引用高峰来检验，从而指示出技术转变前的巩固周期。我们强调，这些解释性假设是从观察到的网络模式中得出的，并非经过实证验证的结论。它们需要通过补充数据来源和改进的纵向计量学方法进行针对性的未来研究。我们的目的是促进关于新兴技术巩固和断裂周期的科学讨论，同时明确界定引用网络方法在因果推断中的局限性。

5.3. 合作网络和地理集中
合著模式表明，领域的发展是通过有凝聚力的研究团队实现的，而非个体的分散贡献。Casella和Rovere在所有三个阶段都保持的高产性体现了罕见的智力连续性——不仅仅是出版物的数量，还包括他们在连续技术世代中引领领域发展的关键作用。引用网络可视化证实了“枢纽-辐条”结构：Casella/Rovere的作品处于中心位置，作为连接不同发展阶段的“桥梁”，既连接了早期被引用的作品，也连接了后来引用这些作品的成果。这种模式与技术扩散理论一致：最初是由创新者（2-3%）推动发展，然后早期采用者（13-14%）进行传播和适应，最终实现多数采用。观察到的模式——地中海地区的团队奠定基础，随后逐渐向亚洲次要枢纽分散——体现了从创新者到早期采用者的转变阶段。

然而，这种集中现象引发了关于公平性的担忧。地中海地区的机构在开创阶段的主导地位，加上地理上相邻团队之间的频繁合作，暗示了可能存在的全球参与障碍。独立卓越中心的出现表明该领域已经达到了支持分布式领导的足够规模——这是技术成熟的一个标志——但仍需为代表性不足的地区提供能力建设支持。

5.4. 学科整合和跨领域应用
高期刊分散度（23种期刊中分散了53.2%的出版物）最初似乎表明不成熟，但实际上反映了学科的跨界融合。无人机技术在沿海地貌学、海洋生态学、风险管理、城市规划和环境工程等领域找到了合法的应用。这种模式反映了其不仅在专业领域中的集中，还在多个科学社区中的成功扩散。《Journal of Coastal Research》的突出地位（8.5%）表明沿海地球科学界已经认可无人机为标准研究工具。专注于遥感的期刊占19.2%，巩固了他们在传播方法论和技术进步方面的核心平台地位。《Science of the Total Environment》和《Journal of Marine Science and Engineering》中的文章表明，无人机技术的应用已经超越了单纯的地理形态学评估，扩展到了综合环境评估领域。

5.5. 战略差距和制度障碍
应用领域的分布揭示了技术潜力与研究重点之间的关键不匹配。时间监测的主导地位（46.8%）表明社区认识到无人机在捕捉多时间尺度动态方面的独特能力，具有较高的成本效益（每次调查成本为1000-5000美元，而机载LiDAR为10,000-50,000美元）和空间分辨率（1-5厘米对比Landsat/Sentinel的10-30米）。然而，沿海侵蚀/风险评估的代表性不足（8.5%，只有4篇文章）尤其令人担忧，因为这既涉及社会紧迫性，也涉及技术适用性。这些障碍主要是制度性的而非技术性的：（1）时间不匹配——侵蚀过程持续数周至数十年；孤立的调查价值有限，但学术资助结构偏向于不像机载LiDAR那样需要长期数据支持的2-4年项目；（2）监管/政治复杂性——侵蚀监测涉及私有财产权、法律责任和利益冲突，阻碍了具有责任影响的调查；（3）方法论专业知识不足——区分自然变化和人为驱动的趋势需要大多数沿海研究团队仍在开发的复杂统计模型。

5.6. 方法论持久性和操作准备度
引用持久性模式表明了方法论的成熟度，而非新兴技术常见的快速过时。2013-2016年的开创性协议在2024年仍然被引用，表明这些基础性作品确立了科学上的适当原则，其严谨性与操作可行性在后续的硬件改进中并未显著提高。这与经历快速技术淘汰的领域形成了鲜明对比。这种稳定性表明，开创性作品不仅仅是初步演示，而是科学原则的坚实建立。根本问题——如何在灵活的时间分辨率下准确捕捉沿海地形信息——依然没有改变，对精确度的要求、地理参照的挑战以及不确定性量化需求也是如此。大多数参数优化空间（飞行高度、重叠范围、地面控制点（GCP）的间距）都已被广泛研究，并且其权衡也已量化，因此方法上的重大创新空间有限。综合研究发现显示出了一致的成熟模式。这一发展阶段——从探索性工具到成熟运营平台——反映了质的变化。在整个过程中，核心合作团队（Casella/Rovere）的持续参与，加上亚洲地区的次要枢纽的出现，表明了从“初步集中”向“有序分布”的转变，这是完全成熟领域的特征。我们得出结论，无人机已经具备了足够的 методологическая зрелость（方法论成熟度），可以从探索性研究过渡到系统化的运营项目。科学基础已经确立[1,13]，相关协议经过了严格验证[2,10]，不确定性也已得到量化[25]。当前的关键问题不再是技术可行性，而是制度化的建设：包括促进区域间可比性的跨机构标准化、管理机构的能力建设、确保资金激励与运营需求的一致性，以及将无人机获取的数据整合到沿海决策框架中。

6. 结论
本系统综述表明，无人机已经超越了最初的“新兴技术”地位，成为沿海研究中的成熟认知基础设施——可以在此基础上建立长期监测项目、适应性管理方案和分布式观测网络。从2013年到2016年的方法论稳定性（这些协议在2024年仍被广泛引用）并不意味着停滞不前，而恰恰表明其理论基础是扎实的：在商业硬件成熟之前，控制高分辨率航空摄影测量的科学原理就已经确立。采用的方法论结合了系统性的文献计量分析和定性内容审查，尤其是在捕捉该领域的定量结构（引用网络、时间模式、地理分布）及其背后的概念转变方面尤为有效。正如第3节所详述的，Litmaps工具在识别开创性文章和构建引用网络方面发挥了核心作用，使我们能够可视化不同研究之间的认知联系，并揭示出通过单独关键词搜索无法发现的主题集群。然而，我们认识到，仅限于英文文章的评估可能低估了非英语科学界的贡献，尤其是拉丁美洲和亚洲地区的贡献，这些地区的实际应用进展可能比国际期刊上的发表更为迅速。

文献计量分析显示了方法论基础的巩固，但要向系统化的运营项目过渡，还需要进一步研究机构采纳情况、成本效益以及实施细节。数据显示，时间序列监测占主导地位（46.8%），而侵蚀和风险相关研究相对较少（8.5%），这表明需要战略性地关注这些领域。研究在地中海地区的集中表明了撒哈拉以南地区、东南亚和拉丁美洲需要在能力建设方面的支持。我们建议未来的研究应优先开展转化性研究，争取区域领导层的参与，并评估在不同沿海环境中实际应用这些方法的机制。虽然该方法论已经成熟，但只有应用性和合作性的研究才能推动向可持续和公平的沿海管理方案的过渡。

未来十年有三个关键的挑战领域：
首先，关于沿海侵蚀和风险评估的研究严重不足（仅占8.5%），这并非技术上的限制，而是制度方面的障碍。沿海管理者需要的是标准化的操作工具，而不是需要高级摄影测量专业知识的定制化方法。从“无人机科学”向“利用无人机进行科学研究”的转变需要自动化流程，能够自动将原始数据转化为决策支持。
其次，研究的学科碎片化现象明显（53.2%的文章分散在23种不同期刊中），这既体现了技术的成功应用，也揭示了存在的问题。无人机已经渗透到多个科学领域，但缺乏跨学科的整合机制。沿海环境是一个耦合系统，物理（地貌）、生物（植被）和人为（基础设施）过程相互交织——然而，探讨这些相互作用的综合研究仍然很少。下一个挑战不是完善孤立的学科应用，而是开发能够整合多领域数据以预测沿海动态的概念框架。
第三，也是最关键的一点，现有文献几乎没有涉及技术获取公平性和技术转让的问题。最容易受到沿海变化影响的地区——如小岛国家和拥有漫长海岸线的发展中国家——往往在采用先进监测技术方面的机构能力最为薄弱。实现无人机的普及不仅需要降低硬件成本（这已经实现），还需要提升人员能力、简化处理流程，并建立数据治理结构，以确保各群体能够公平参与全球沿海观测网络。

从技术演示（2013-2016年）到实际应用（2017-2020年），再到方法论创新（2021-2024年）的历史发展轨迹表明，该领域已经足够成熟，可以支持长期的监测项目，这对于捕捉长期气候变化至关重要。然而要实现这一潜力，必须认识到剩余的挑战主要存在于制度、概念和政治层面。问题不再仅仅是“无人机能否有效监测海岸线？”——答案无疑是肯定的，而是“如何构建可持续、公平且真正能够帮助脆弱沿海社区的无人机基础观测系统？”

从技术验证到系统实施的转变决定了2025-2035年的研究方向。成功的标准将不在于地图精确度的逐步提高，而在于能否将高分辨率数据转化为可行的知识，从而为全球范围内的沿海适应决策提供依据。

补充材料
相关支持信息可下载自：https://doi.org/10.5281/zenodo.17924633（访问日期：2026年2月15日）。