地理信息测量技术的专利分析

闫西章　班贵军　黄　倩（国家知识产权局专利局专利审查协作河南中心，河南　郑州　450002）



地理信息测量技术的专利分析

闫西章班贵军黄倩
（国家知识产权局专利局专利审查协作河南中心，河南郑州450002）

摘要：信息技术和空间技术给传统的地理信息测量带来了革命性的影响，本文根据地理信息测量技术的时代变化，首先从专利申请的角度分析了地理信息测量总的申请量及其随时间变化，然后专门针对当前热点领域基于GIS的可视化研究进行专利分布的分析，以期对行业有所借鉴和参照。

关键词：地理信息；GIS；可视化；虚拟现实；专利

随着计算机和空间科学等技术的快速发展，推动了地理信息测量技术由传统的以全站仪为代表的利用测绘仪器测量局部视距、高程、角度等地理信息［1］向更加方便、快捷和精确的现代地理信息测量技术发展，当前地理信息测量主要以先进的计算机技术、快速的网络通讯技术、空间技术为基础，利用3S（即GPS、RS、GIS）系统进行地理测量与操作［2］，其中又以GIS（Geographic Information Sys⁃tem，地理信息系统）以其实时性好、处理迅速、可视性强等优势在地理信息测量中占据着重要地位。随着网络技术的发展，GIS经历了主机GIS、分布式GIS、智能化GIS、可视化GIS的变化过程，而虚拟现实技术提供的可视化又是当前GIS处于变革中的热点区域［3］，［4］。

1　数据源与关键词

本文选择CNABS中文检索数据库以及DWPI检索数据库，选用的通用检索词为：经纬仪、全站仪、测绘、全球定位、地理信息、遥感等，对应的英文为：Theodolite，map⁃ping，GPS，GIS，RS，remote sensing，terrain等。IPC［第八版］分类号为：G01C，G06F，G06Q，H04L，G01S。通过以上检索要素所获得的专利申请经过筛选后建立专利申请数据库，作为本文所研究的对象。接下来，设立地理信息测量的技术分类表，对地理信息测量所涉及的技术进行进一步细化，见表1。

2　地理信息测量专利数据的统计分析

2.1申请量年度分布

本文在中国专利文献检索系列数据库（CNABS）和德温特世界专利数据库（DWPI）中以上选取的关键词进行检索，检索对象限定在全球公开日或公告日在2015年之前的发明和实用新型专利申请。图1显示了涉及地理信

从图中反映出，地理信息测量专利申请量有起伏、但总体上呈上升趋势，最后的下降线只是由于专利审查周期所限而尚未公开，数据无法获知所致。专利申请起始于上世纪60年代末，一直到2000年都处于相对低的水平，为技术起步阶段；在2000年后，专利申请量有了大幅度上升，这期间是地理信息测量技术的一个发展高潮。对于在中国国内的专利申请，2009年以前一直保持相当低的数量，这说明国内的研究起步较晚，而国外企业对于中国国内的市场也不甚重视，他们在中国市场的专利布局也基本上是在2009年之后才开始逐渐展开，之后一直平稳较快地增长，这说明随着中国市场越来越被众多企业所重视，各国企业也开始大量地在中国进行专利布局，同时随着本土企业的逐渐壮大，企业之间的竞争也进一步加剧。

图1　申请量年度分析

图2　申请量地域分析

2.2申请的地域分布

专利申请的地域分布可以反映出企业的产品市场重心特征。对地理信息测量专利申请的所在国家和地区产权组织分布进行统计，得到图2的数据，可以看出，中国、美国、韩国、日本和欧盟占据了申请量的80%，是地理信息测量最主要的技术市场。

2.3地理信息测量技术的发展

随着科技的进步，现代工程测量已突破了传统静态的测定，逐步向数字化、自动化方向发展，在与光学、自动化科学和计算机技术的相互交叉渗透中，产生出了一系列数据采集、处理、监控的测绘新技术，例如以GPS、RS、GIS为代表的3S技术。其中GIS以其实时性好、处理迅速、算法优良、可视性强等优势在地理信息测量中占据着重要的一席之地，服务范围涵盖了交通、城规、农林、水电、资源等技术领域［5］，还广泛应用于环境评估、国土管理、通讯、公共管理、统计和金融商业行业［6］。

GIS数据处理和分析的结果以地图的形式最直观的输出给用户，避免了语言障碍。但GIS在数据输出方面最大的进展却不在于地图本身，而是地图输出。对地图学来说，可视化技术已远远超出了传统的符号化及视觉变量表示法的水平。虚拟现实（VR）是对人类真实世界某一部分或某一过程的逼真模拟，是目前GIS研究领域的另一重要方向［7］。运用VR技术进行地形环境仿真，真实再现地景，给人提供视觉、听觉、触觉、力觉、嗅觉等信息，可用于交互式观察和分析，提高对地形环境的认知效果。

3　基于GIS的可视化研究的专利统计

3.1申请量的时间分布

鉴于“可视化”技术广泛的应用前景，本文下面对该技术的发展概况进行研究分析。图3显示了涉及可视化的年度分布：

从图中反映出，地理信息测量可视化专利申请量呈上升趋势。专利申请起始于上世纪90年代，一直到2008年都处于相对低的水平，申请量较少，可以理解为技术起步阶段；在2008年后，专利申请量有了大幅度上升，这期间是地理信息测量技术可视化的一个发展高潮。

3.2涉及技术分支的申请量分布

在CNABS数据库的576篇专利文件中，可进一步按照“可视化技术”的应用领域将其划分为城市、环境、地图和其他四个技术分支，这些技术分支的具体文件量如图4所示。

可以看出，可视化技术在城市领域的应用更为普遍，我们又对其在该领域的应用进行了分析，细分为管道、交通、电力和其他四个方向，并对这四个方向的申请量分布进行统计，如图4右边的饼状图所示，可以看出在城市规划中，地理信息测量在交通领域的应用最多，而在管道方面的应用较少。

3.3重要申请人统计分析

图3　可视化申请量年度分布

图4　技术分支不同领域的申请量分布

将专利申请量按照申请人进行排序，得出主要申请人有国家电网、南京师范、浙江大学、天津大学、北京航空航天大学、中科院地理所等，而深圳赛格导航和昆明能讯等企业则出现在第八名以后的位置，高校/研究院申请量远高于企业，说明虽然地理信息系统在各个领域的应用较普遍，但基于GIS针对虚拟现实的可视化研究尚处于起步阶段，先进技术和研究热点主要集中于研究机构，而企业的申请占比较低，主要依靠政府资源支撑的高校/研究院等国家单位进行研究。

4　结语

本文对地理信息测量专利技术进行分析和整理，重点关注了本领域由传统的地理信息测量到地理信息系统再到基于GIS的可视化研究的技术发展走向以及主要申请人的研发侧重等信息，以期对行业有所借鉴和参照。

参考文献：

［1］王慧麟，安如，谈俊忠，马永立.测量与地图学（第三版）［M］.南京大学出版社. 2015.

［2］曹翠萍，王宏.地理信息测量中新技术的应用要点探究［J］.应用科技.2015，（24）.

［3］高建新.GIS近期发展趋势综述［J］.测绘信息与工程，2003，28（5）.

［4］李芙蓉，李佳宁，王秀梅.基于GIS的虚拟现实技术的应用［J］.北京联合大学学报，2013，27（3）.

［5］陈军，李洁，南立波.GIS发展应用综述［C］.第十四届全国青年通信学术会议论文集，2009.

［6］周善明，陈维斌，宋进.基于移动互联背景下的GIS专利技术检索分析［J］.技术创新，2015，（9）.

［7］曹瑜，胡光道.地理信息系统在国内外应用现状［J］.计算机与现代化，1999，（03）.

中图分类号：G306.9

文献标识码：A

收稿日期：2015-12-25

作者简介：闫西章（1988.11-），男，审查员，研究方向：涉及测量仪器、测绘学、工程测量、光学元器件等领域。本文指导老师为赵景焕。息测量申请量的年度分布。

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