閆西章　班貴軍　黃　倩（國(guó)家知識(shí)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(cè)量技術(shù)的專利分析

閆西章班貴軍黃倩
（國(guó)家知識(shí)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(cè)量帶來(lái)了革命性的影響，本文根據(jù)地理信息測(cè)量技術(shù)的時(shí)代變化，首先從專利申請(qǐng)的角度分析了地理信息測(cè)量總的申請(qǐng)量及其隨時(shí)間變化，然后專門(mén)針對(duì)當(dāng)前熱點(diǎn)領(lǐng)域基于GIS的可視化研究進(jìn)行專利分布的分析，以期對(duì)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(shí)；專利

隨著計(jì)算機(jī)和空間科學(xué)等技術(shù)的快速發(fā)展，推動(dòng)了地理信息測(cè)量技術(shù)由傳統(tǒng)的以全站儀為代表的利用測(cè)繪儀器測(cè)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(cè)量技術(shù)發(fā)展，當(dāng)前地理信息測(cè)量主要以先進(jìn)的計(jì)算機(jī)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(jìn)行地理測(cè)量與操作［2］，其中又以GIS（Geographic Information Sys?tem，地理信息系統(tǒng)）以其實(shí)時(shí)性好、處理迅速、可視性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)在地理信息測(cè)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(jī)GIS、分布式GIS、智能化GIS、可視化GIS的變化過(guò)程，而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)提供的可視化又是當(dāng)前GIS處于變革中的熱點(diǎn)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(kù)以及DWPI檢索數(shù)據(jù)庫(kù)，選用的通用檢索詞為：經(jīng)緯儀、全站儀、測(cè)繪、全球定位、地理信息、遙感等，對(duì)應(yīng)的英文為：Theodolite，map?ping，GPS，GIS，RS，remote sensing，terrain等。IPC［第八版］分類號(hào)為：G01C，G06F，G06Q，H04L，G01S。通過(guò)以上檢索要素所獲得的專利申請(qǐng)經(jīng)過(guò)篩選后建立專利申請(qǐng)數(shù)據(jù)庫(kù)，作為本文所研究的對(duì)象。接下來(lái)，設(shè)立地理信息測(cè)量的技術(shù)分類表，對(duì)地理信息測(cè)量所涉及的技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步細(xì)化，見(jiàn)表1。

2　地理信息測(cè)量專利數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析

2.1申請(qǐng)量年度分布

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

從圖中反映出，地理信息測(cè)量專利申請(qǐng)量有起伏、但總體上呈上升趨勢(shì)，最后的下降線只是由于專利審查周期所限而尚未公開(kāi)，數(shù)據(jù)無(wú)法獲知所致。專利申請(qǐng)起始于上世紀(jì)60年代末，一直到2000年都處于相對(duì)低的水平，為技術(shù)起步階段；在2000年后，專利申請(qǐng)量有了大幅度上升，這期間是地理信息測(cè)量技術(shù)的一個(gè)發(fā)展高潮。對(duì)于在中國(guó)國(guó)內(nèi)的專利申請(qǐng)，2009年以前一直保持相當(dāng)?shù)偷臄?shù)量，這說(shuō)明國(guó)內(nèi)的研究起步較晚，而國(guó)外企業(yè)對(duì)于中國(guó)國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)也不甚重視，他們?cè)谥袊?guó)市場(chǎng)的專利布局也基本上是在2009年之后才開(kāi)始逐漸展開(kāi)，之后一直平穩(wěn)較快地增長(zhǎng)，這說(shuō)明隨著中國(guó)市場(chǎng)越來(lái)越被眾多企業(yè)所重視，各國(guó)企業(yè)也開(kāi)始大量地在中國(guó)進(jìn)行專利布局，同時(shí)隨著本土企業(yè)的逐漸壯大，企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)也進(jìn)一步加劇。

圖1　申請(qǐng)量年度分析

圖2　申請(qǐng)量地域分析

2.2申請(qǐng)的地域分布

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

2.3地理信息測(cè)量技術(shù)的發(fā)展

隨著科技的進(jìn)步，現(xiàn)代工程測(cè)量已突破了傳統(tǒng)靜態(tài)的測(cè)定，逐步向數(shù)字化、自動(dòng)化方向發(fā)展，在與光學(xué)、自動(dòng)化科學(xué)和計(jì)算機(jī)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(cè)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(shí)時(shí)性好、處理迅速、算法優(yōu)良、可視性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)在地理信息測(cè)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(píng)估、國(guó)土管理、通訊、公共管理、統(tǒng)計(jì)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(yǔ)言障礙。但GIS在數(shù)據(jù)輸出方面最大的進(jìn)展卻不在于地圖本身，而是地圖輸出。對(duì)地圖學(xué)來(lái)說(shuō)，可視化技術(shù)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了傳統(tǒng)的符號(hào)化及視覺(jué)變量表示法的水平。虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）是對(duì)人類真實(shí)世界某一部分或某一過(guò)程的逼真模擬，是目前GIS研究領(lǐng)域的另一重要方向［7］。運(yùn)用VR技術(shù)進(jìn)行地形環(huán)境仿真，真實(shí)再現(xiàn)地景，給人提供視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、力覺(jué)、嗅覺(jué)等信息，可用于交互式觀察和分析，提高對(duì)地形環(huán)境的認(rèn)知效果。

3　基于GIS的可視化研究的專利統(tǒng)計(jì)

3.1申請(qǐng)量的時(shí)間分布

鑒于“可視化”技術(shù)廣泛的應(yīng)用前景，本文下面對(duì)該技術(shù)的發(fā)展概況進(jìn)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(cè)量可視化專利申請(qǐng)量呈上升趨勢(shì)。專利申請(qǐng)起始于上世紀(jì)90年代，一直到2008年都處于相對(duì)低的水平，申請(qǐng)量較少，可以理解為技術(shù)起步階段；在2008年后，專利申請(qǐng)量有了大幅度上升，這期間是地理信息測(cè)量技術(shù)可視化的一個(gè)發(fā)展高潮。

3.2涉及技術(shù)分支的申請(qǐng)量分布

在CNABS數(shù)據(jù)庫(kù)的576篇專利文件中，可進(jìn)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(gè)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(duì)其在該領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行了分析，細(xì)分為管道、交通、電力和其他四個(gè)方向，并對(duì)這四個(gè)方向的申請(qǐng)量分布進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，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(cè)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(qǐng)人統(tǒng)計(jì)分析

圖3　可視化申請(qǐng)量年度分布

圖4　技術(shù)分支不同領(lǐng)域的申請(qǐng)量分布

將專利申請(qǐng)量按照申請(qǐng)人進(jìn)行排序，得出主要申請(qǐng)人有國(guó)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(qǐng)量遠(yuǎn)高于企業(yè)，說(shuō)明雖然地理信息系統(tǒng)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用較普遍，但基于GIS針對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)的可視化研究尚處于起步階段，先進(jìn)技術(shù)和研究熱點(diǎn)主要集中于研究機(jī)構(gòu)，而企業(yè)的申請(qǐng)占比較低，主要依靠政府資源支撐的高校/研究院等國(guó)家單位進(jìn)行研究。

4　結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)地理信息測(cè)量專利技術(shù)進(jìn)行分析和整理，重點(diǎn)關(guān)注了本領(lǐng)域由傳統(tǒng)的地理信息測(cè)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(qǐng)人的研發(fā)側(cè)重等信息，以期對(duì)行業(yè)有所借鑒和參照。

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［6］周善明，陳維斌，宋進(jìn).基于移動(dòng)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(guó)內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀［J］.計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化，1999，（03）.

中圖分類號(hào)：G306.9

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

收稿日期：2015-12-25

作者簡(jiǎn)介：閆西章（1988.11-），男，審查員，研究方向：涉及測(cè)量?jī)x器、測(cè)繪學(xué)、工程測(cè)量、光學(xué)元器件等領(lǐng)域。本文指導(dǎo)老師為趙景煥。息測(cè)量申請(qǐng)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