地理信息測量技術的專利分析

閆西章　班貴軍　黃　倩（國家知識產權局專利局專利審查協作河南中心，河南　鄭州　450002）

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地理信息測量技術的專利分析

閆西章班貴軍黃倩
（國家知識產權局專利局專利審查協作河南中心，河南鄭州450002）

摘要：信息技術和空間技術給傳統的地理信息測量帶來了革命性的影響，本文根據地理信息測量技術的時代變化，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，然后專門針對當前熱點領域基于GIS的可視化研究進行專利分布的分析，以期對行業有所借鑒和參照。

關鍵詞：地理信息；GIS；可視化；虛擬現實；專利

隨著計算機和空間科學等技術的快速發展，推動了地理信息測量技術由傳統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、快捷和精確的現代地理信息測量技術發展，當前地理信息測量主要以先進的計算機技術、快速的網絡通訊技術、空間技術為基礎，利用3S（即GPS、RS、GIS）系統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）以其實時性好、處理迅速、可視性強等優勢在地理信息測量中占據著重要地位。隨著網絡技術的發展，GIS經歷了主機GIS、分布式GIS、智能化GIS、可視化GIS的變化過程，而虛擬現實技術提供的可視化又是當前GIS處于變革中的熱點區域［3］，［4］。

1　數據源與關鍵詞

本文選擇CNABS中文檢索數據庫以及DWPI檢索數據庫，選用的通用檢索詞為：經緯儀、全站儀、測繪、全球定位、地理信息、遙感等，對應的英文為：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過篩選后建立專利申請數據庫，作為本文所研究的對象。接下來，設立地理信息測量的技術分類表，對地理信息測量所涉及的技術進行進一步細化，見表1。

2　地理信息測量專利數據的統計分析

2.1申請量年度分布

本文在中國專利文獻檢索系列數據庫（CNABS）和德溫特世界專利數據庫（DWPI）中以上選取的關鍵詞進行檢索，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，數據無法獲知所致。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的一個發展高潮。對于在中國國內的專利申請，2009年以前一直保持相當低的數量，這說明國內的研究起步較晚，而國外企業對于中國國內的市場也不甚重視，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，之后一直平穩較快地增長，這說明隨著中國市場越來越被眾多企業所重視，各國企業也開始大量地在中國進行專利布局，同時隨著本土企業的逐漸壯大，企業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的產品市場重心特征。對地理信息測量專利申請的所在國家和地區產權組織分布進行統計，得到圖2的數據，可以看出，中國、美國、韓國、日本和歐盟占據了申請量的80%，是地理信息測量最主要的技術市場。

2.3地理信息測量技術的發展

隨著科技的進步，現代工程測量已突破了傳統靜態的測定，逐步向數字化、自動化方向發展，在與光學、自動化科學和計算機技術的相互交叉滲透中，產生出了一系列數據采集、處理、監控的測繪新技術，例如以GPS、RS、GIS為代表的3S技術。其中GIS以其實時性好、處理迅速、算法優良、可視性強等優勢在地理信息測量中占據著重要的一席之地，服務范圍涵蓋了交通、城規、農林、水電、資源等技術領域［5］，還廣泛應用于環境評估、國土管理、通訊、公共管理、統計和金融商業行業［6］。

GIS數據處理和分析的結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在數據輸出方面最大的進展卻不在于地圖本身，而是地圖輸出。對地圖學來說，可視化技術已遠遠超出了傳統的符號化及視覺變量表示法的水平。虛擬現實（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研究領域的另一重要方向［7］。運用VR技術進行地形環境仿真，真實再現地景，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，提高對地形環境的認知效果。

3　基于GIS的可視化研究的專利統計

3.1申請量的時間分布

鑒于“可視化”技術廣泛的應用前景，本文下面對該技術的發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可視化的一個發展高潮。

3.2涉及技術分支的申請量分布

在CNABS數據庫的576篇專利文件中，可進一步按照“可視化技術”的應用領域將其劃分為城市、環境、地圖和其他四個技術分支，這些技術分支的具體文件量如圖4所示。

可以看出，可視化技術在城市領域的應用更為普遍，我們又對其在該領域的應用進行了分析，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計，如圖4右邊的餅狀圖所示，可以看出在城市規劃中，地理信息測量在交通領域的應用最多，而在管道方面的應用較少。

3.3重要申請人統計分析

圖3　可視化申請量年度分布

圖4　技術分支不同領域的申請量分布

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、南京師范、浙江大學、天津大學、北京航空航天大學、中科院地理所等，而深圳賽格導航和昆明能訊等企業則出現在第八名以后的位置，高校/研究院申請量遠高于企業，說明雖然地理信息系統在各個領域的應用較普遍，但基于GIS針對虛擬現實的可視化研究尚處于起步階段，先進技術和研究熱點主要集中于研究機構，而企業的申請占比較低，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　結語

本文對地理信息測量專利技術進行分析和整理，重點關注了本領域由傳統的地理信息測量到地理信息系統再到基于GIS的可視化研究的技術發展走向以及主要申請人的研發側重等信息，以期對行業有所借鑒和參照。

參考文獻：

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

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

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

［4］李芙蓉，李佳寧，王秀梅.基于GIS的虛擬現實技術的應用［J］.北京聯合大學學報，2013，27（3）.

［5］陳軍，李潔，南立波.GIS發展應用綜述［C］.第十四屆全國青年通信學術會議論文集，2009.

［6］周善明，陳維斌，宋進.基于移動互聯背景下的GIS專利技術檢索分析［J］.技術創新，2015，（9）.

［7］曹瑜，胡光道.地理信息系統在國內外應用現狀［J］.計算機與現代化，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、工程測量、光學元器件等領域。本文指導老師為趙景煥。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