地理信息測量技術(shù)的專利分析

閆西章　班貴軍　黃　倩（國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作河南中心，河南　鄭州　450002）

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地理信息測量技術(shù)的專利分析

閆西章班貴軍黃倩
（國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作河南中心，河南鄭州450002）

摘要：信息技術(shù)和空間技術(shù)給傳統(tǒng)的地理信息測量帶來了革命性的影響，本文根據(jù)地理信息測量技術(shù)的時代變化，首先從專利申請的角度分析了地理信息測量總的申請量及其隨時間變化，然后專門針對當(dāng)前熱點領(lǐng)域基于GIS的可視化研究進行專利分布的分析，以期對行業(yè)有所借鑒和參照。

關(guān)鍵詞：地理信息；GIS；可視化；虛擬現(xiàn)實；專利

隨著計算機和空間科學(xué)等技術(shù)的快速發(fā)展，推動了地理信息測量技術(shù)由傳統(tǒng)的以全站儀為代表的利用測繪儀器測量局部視距、高程、角度等地理信息［1］向更加方便、快捷和精確的現(xiàn)代地理信息測量技術(shù)發(fā)展，當(dāng)前地理信息測量主要以先進的計算機技術(shù)、快速的網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、空間技術(shù)為基礎(chǔ)，利用3S（即GPS、RS、GIS）系統(tǒng)進行地理測量與操作［2］，其中又以GIS（Geographic Information Sys?tem，地理信息系統(tǒng)）以其實時性好、處理迅速、可視性強等優(yōu)勢在地理信息測量中占據(jù)著重要地位。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，GIS經(jīng)歷了主機GIS、分布式GIS、智能化GIS、可視化GIS的變化過程，而虛擬現(xiàn)實技術(shù)提供的可視化又是當(dāng)前GIS處于變革中的熱點區(qū)域［3］，［4］。

1　數(shù)據(jù)源與關(guān)鍵詞

本文選擇CNABS中文檢索數(shù)據(jù)庫以及DWPI檢索數(shù)據(jù)庫，選用的通用檢索詞為：經(jīng)緯儀、全站儀、測繪、全球定位、地理信息、遙感等，對應(yīng)的英文為：Theodolite，map?ping，GPS，GIS，RS，remote sensing，terrain等。IPC［第八版］分類號為：G01C，G06F，G06Q，H04L，G01S。通過以上檢索要素所獲得的專利申請經(jīng)過篩選后建立專利申請數(shù)據(jù)庫，作為本文所研究的對象。接下來，設(shè)立地理信息測量的技術(shù)分類表，對地理信息測量所涉及的技術(shù)進行進一步細化，見表1。

2　地理信息測量專利數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析

2.1申請量年度分布

本文在中國專利文獻檢索系列數(shù)據(jù)庫（CNABS）和德溫特世界專利數(shù)據(jù)庫（DWPI）中以上選取的關(guān)鍵詞進行檢索，檢索對象限定在全球公開日或公告日在2015年之前的發(fā)明和實用新型專利申請。圖1顯示了涉及地理信

從圖中反映出，地理信息測量專利申請量有起伏、但總體上呈上升趨勢，最后的下降線只是由于專利審查周期所限而尚未公開，數(shù)據(jù)無法獲知所致。專利申請起始于上世紀60年代末，一直到2000年都處于相對低的水平，為技術(shù)起步階段；在2000年后，專利申請量有了大幅度上升，這期間是地理信息測量技術(shù)的一個發(fā)展高潮。對于在中國國內(nèi)的專利申請，2009年以前一直保持相當(dāng)?shù)偷臄?shù)量，這說明國內(nèi)的研究起步較晚，而國外企業(yè)對于中國國內(nèi)的市場也不甚重視，他們在中國市場的專利布局也基本上是在2009年之后才開始逐漸展開，之后一直平穩(wěn)較快地增長，這說明隨著中國市場越來越被眾多企業(yè)所重視，各國企業(yè)也開始大量地在中國進行專利布局，同時隨著本土企業(yè)的逐漸壯大，企業(yè)之間的競爭也進一步加劇。

圖1　申請量年度分析

圖2　申請量地域分析

2.2申請的地域分布

專利申請的地域分布可以反映出企業(yè)的產(chǎn)品市場重心特征。對地理信息測量專利申請的所在國家和地區(qū)產(chǎn)權(quán)組織分布進行統(tǒng)計，得到圖2的數(shù)據(jù)，可以看出，中國、美國、韓國、日本和歐盟占據(jù)了申請量的80%，是地理信息測量最主要的技術(shù)市場。

2.3地理信息測量技術(shù)的發(fā)展

隨著科技的進步，現(xiàn)代工程測量已突破了傳統(tǒng)靜態(tài)的測定，逐步向數(shù)字化、自動化方向發(fā)展，在與光學(xué)、自動化科學(xué)和計算機技術(shù)的相互交叉滲透中，產(chǎn)生出了一系列數(shù)據(jù)采集、處理、監(jiān)控的測繪新技術(shù)，例如以GPS、RS、GIS為代表的3S技術(shù)。其中GIS以其實時性好、處理迅速、算法優(yōu)良、可視性強等優(yōu)勢在地理信息測量中占據(jù)著重要的一席之地，服務(wù)范圍涵蓋了交通、城規(guī)、農(nóng)林、水電、資源等技術(shù)領(lǐng)域［5］，還廣泛應(yīng)用于環(huán)境評估、國土管理、通訊、公共管理、統(tǒng)計和金融商業(yè)行業(yè)［6］。

GIS數(shù)據(jù)處理和分析的結(jié)果以地圖的形式最直觀的輸出給用戶，避免了語言障礙。但GIS在數(shù)據(jù)輸出方面最大的進展卻不在于地圖本身，而是地圖輸出。對地圖學(xué)來說，可視化技術(shù)已遠遠超出了傳統(tǒng)的符號化及視覺變量表示法的水平。虛擬現(xiàn)實（VR）是對人類真實世界某一部分或某一過程的逼真模擬，是目前GIS研究領(lǐng)域的另一重要方向［7］。運用VR技術(shù)進行地形環(huán)境仿真，真實再現(xiàn)地景，給人提供視覺、聽覺、觸覺、力覺、嗅覺等信息，可用于交互式觀察和分析，提高對地形環(huán)境的認知效果。

3　基于GIS的可視化研究的專利統(tǒng)計

3.1申請量的時間分布

鑒于“可視化”技術(shù)廣泛的應(yīng)用前景，本文下面對該技術(shù)的發(fā)展概況進行研究分析。圖3顯示了涉及可視化的年度分布：

從圖中反映出，地理信息測量可視化專利申請量呈上升趨勢。專利申請起始于上世紀90年代，一直到2008年都處于相對低的水平，申請量較少，可以理解為技術(shù)起步階段；在2008年后，專利申請量有了大幅度上升，這期間是地理信息測量技術(shù)可視化的一個發(fā)展高潮。

3.2涉及技術(shù)分支的申請量分布

在CNABS數(shù)據(jù)庫的576篇專利文件中，可進一步按照“可視化技術(shù)”的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑵鋭澐譃槌鞘?、環(huán)境、地圖和其他四個技術(shù)分支，這些技術(shù)分支的具體文件量如圖4所示。

可以看出，可視化技術(shù)在城市領(lǐng)域的應(yīng)用更為普遍，我們又對其在該領(lǐng)域的應(yīng)用進行了分析，細分為管道、交通、電力和其他四個方向，并對這四個方向的申請量分布進行統(tǒng)計，如圖4右邊的餅狀圖所示，可以看出在城市規(guī)劃中，地理信息測量在交通領(lǐng)域的應(yīng)用最多，而在管道方面的應(yīng)用較少。

3.3重要申請人統(tǒng)計分析

圖3　可視化申請量年度分布

圖4　技術(shù)分支不同領(lǐng)域的申請量分布

將專利申請量按照申請人進行排序，得出主要申請人有國家電網(wǎng)、南京師范、浙江大學(xué)、天津大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、中科院地理所等，而深圳賽格導(dǎo)航和昆明能訊等企業(yè)則出現(xiàn)在第八名以后的位置，高校/研究院申請量遠高于企業(yè)，說明雖然地理信息系統(tǒng)在各個領(lǐng)域的應(yīng)用較普遍，但基于GIS針對虛擬現(xiàn)實的可視化研究尚處于起步階段，先進技術(shù)和研究熱點主要集中于研究機構(gòu)，而企業(yè)的申請占比較低，主要依靠政府資源支撐的高校/研究院等國家單位進行研究。

4　結(jié)語

本文對地理信息測量專利技術(shù)進行分析和整理，重點關(guān)注了本領(lǐng)域由傳統(tǒng)的地理信息測量到地理信息系統(tǒng)再到基于GIS的可視化研究的技術(shù)發(fā)展走向以及主要申請人的研發(fā)側(cè)重等信息，以期對行業(yè)有所借鑒和參照。

參考文獻：

［1］王慧麟，安如，談俊忠，馬永立.測量與地圖學(xué)（第三版）［M］.南京大學(xué)出版社. 2015.

［2］曹翠萍，王宏.地理信息測量中新技術(shù)的應(yīng)用要點探究［J］.應(yīng)用科技.2015，（24）.

［3］高建新.GIS近期發(fā)展趨勢綜述［J］.測繪信息與工程，2003，28（5）.

［4］李芙蓉，李佳寧，王秀梅.基于GIS的虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用［J］.北京聯(lián)合大學(xué)學(xué)報，2013，27（3）.

［5］陳軍，李潔，南立波.GIS發(fā)展應(yīng)用綜述［C］.第十四屆全國青年通信學(xué)術(shù)會議論文集，2009.

［6］周善明，陳維斌，宋進.基于移動互聯(lián)背景下的GIS專利技術(shù)檢索分析［J］.技術(shù)創(chuàng)新，2015，（9）.

［7］曹瑜，胡光道.地理信息系統(tǒng)在國內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀［J］.計算機與現(xiàn)代化，1999，（03）.

中圖分類號：G306.9

文獻標識碼：A

收稿日期：2015-12-25

作者簡介：閆西章（1988.11-），男，審查員，研究方向：涉及測量儀器、測繪學(xué)、工程測量、光學(xué)元器件等領(lǐng)域。本文指導(dǎo)老師為趙景煥。息測量申請量的年度分布。

Patent Analysis of Geographic Information Measuring Technology

Yan Xizhang Ban Guijun HuangQian
（Patent Examination Cooperation Henan Center of the Patent Office，SIPO，Zhengzhou Henan 450002）

Abstract:Computer information technology and space technology have a revolutionary impact to traditional geograph?ic information measuring technology.According to the changing times of the geographic information measuring tech?nology，the total applications and the amount of change over time of the geographic information measuring technology is analyzed from the perspective of the patent application firstly，and then a hot sub-areas，the VR research based on GIS is devoted to an analysis from patents distribution.Through the analysis of in the field to serve the research&de?velopment.

Keywords:geographic information；GIS；visualization；virtual reality；patent