Research on structure of global geographic information industry innovation chain

doi:10.3969/j.issn.1004-9479.2022.02.2020609

Abstract

Abstract:

This paper toke the geographic information industry as the research object, used the authorized invention patent data, and put forward the research method of industrial innovation chain structure on the basis of the geographic information industry chain. Furthermore, from the perspective of overall structure and specific regional structure, it quantitatively evaluated the development status of innovation chains, then compared and analyzed the structural integrity and leading links of the innovation chain in China, the United States and Japan. In terms of the overall structure, the global innovation chain has an "inverted triangle" structure due to the weak innovation capability of downstream links. From a specific geographical point of view, most countries and regions of the geographic information industry innovation chain is not complete, there are broken or isolated ring. The global innovation chain except China had a "hourglass-shaped" structure with wide upper part, narrow lower part and narrower middle part due to the relatively weak middle part. Relatively speaking, China's industrial innovation chain is more complete, and the mid-stream link has a significant comparative advantage in the global market. However, the industry-university-research cooperation in the innovation chain is weak, with a low degree of marketization, and the technological competitiveness lags behind that of the United States.

Key words: innovation chain, patent measurement, leading link in innovation chain, comparative advantage analysis, global geographic information

摘要：

以地理信息产业为研究对象，使用授权发明专利数据，在地理信息产业链的基础上，提出产业创新链结构研究方法。进而，从总体结构角度和特定地域结构角度对创新链发展现状进行量化评估，对世界各国，特别是中国、美国和日本的创新链结构完整性和领先环节展开比较分析。结果表明：①从总体结构看，全球创新链因下游环节创新能力的弱势而呈“倒三角形”结构。从特定地域结构看，大多国家和地区的地理信息产业创新链并不完整，存在断环或孤环，除中国外的全球创新链因中游环节的相对弱势而使上下游间存在裂隙，呈上部宽、下部较窄，中部细窄的“沙漏形”结构；②相对而言，中国产业创新链较为完整，中游环节在全球市场中具有显著比较优势，但创新链的产学研合作薄弱，市场化程度低，技术竞争力与美国相比存在落差。

关键词: 创新链, 专利计量, 创新领先环节, 比较优势分析, 全球地理信息产业

Yue WANG, Tao WANG. Research on structure of global geographic information industry innovation chain[J]. World Regional Studies, 2022, 31(2): 225-235.

王玥, 汪涛. 全球地理信息产业创新链结构分析[J]. 世界地理研究, 2022, 31(2): 225-235.

Figures/Tables 8

Tab.1 Technology branch of geographic information industry

产业技术分支	内容
工程测绘技术	主要指水准仪、测距仪、经纬仪、全站仪等测量仪器和测量数据和方法服务等
遥感探测技术	主要指遥感平台、遥感器技术和卫星接收装置。遥感平台是安置各种遥感仪器并为其提供技术保障和工作条件的运载工具，可分为航天、航空、地面遥感平台；遥感器是指远距离检测地物和环境所辐射或反射的电磁波的技术或产品的仪器或技术，包括摄影成像、雷达成像、扫描成像和非图像型四大类遥感器；接收装置主要指卫星接收器
地理信息平台（包括硬件和软件）	以研制地理信息系统集成平台或软硬件装备为目的，主导技术包含遥感图像数据处理和GIS数据处理两大通用数据处理技术。遥感图像数据处理是对遥感器获得的信息进行初处理的技术，以光学摄影成像和数字摄影测量处理为主；GIS数据处理是对地图数据、遥感数据、实测数据、多媒体数据等的采集、压缩存储、编码、增强、解析转换、融合、分组、组织、计算、检索、排序与输出等多个方面处理的技术
地理信息系统技术	是为自然资源、灾害监测、日常生活、城市运行和产业发展等提供集成化、专门化应用服务的地理信息系统技术

Tab.2 Introduction to the innovation chain of geographic information industry

环节	功能	简介
上游	数据获取	主要包括遥感图像数据、实体数据(地图数据/实测数据)和定位导航信息数据方面数据采集以及相关地理信息技术和硬件装备的基础理论研究。该环节的生产是一个从技术结合产品到数据形式成果，再由成果反哺产品与技术更新的双向过程
中游	平台开发	通过利用现有地理信息技术研究成果，对采集的数据进行加工处理，主要是以数据附加值的提升为目的的采集数据的信息集成，分为遥感影像的处理分析和地理信息的提取与分析，并结合数据库管理技术，形成和研制相应系统集成平台或软硬件装备
下游	应用服务	应用于国防军事、政府政务领域、民营企业领域和公众信息服务领域。前两领域涉及国家安全等诸多元素，对应技术一般不对外公开。民营企业领域除地理信息行业内的企业，还包括地理信息行业与其它行业企业资源的整合或通过地理信息产业向其他行业提供直接技术服务，形成规模效应和集聚效应，提高运行效率和准确度，带动其他行业的经济发展。公众信息服务领域主要为面向互联网地图、车载导航等的基于位置的服务，且多具有公益性和开放共享特征

Tab.3 Decomposition results of geographic information industry patent technology

一级技术分支	二级技术分支	IPC分类号	IPC分类号数/个	专利数/项
遥感探测业	遥感平台	G05D1、B64D47、B64C27、B64C39、G01C21、H04N7、B64D1、G06K9、H04N5、B64G1、G06T7、G01C11、B64C25、B64D45、B64C1、G01S7、G06F17、B64D27、G05B19、G01C25	110	1701
	遥感器	G01S13、G01S7、G06K9、G01S17、G01C13、G01S19、G01S15、G01C5、G01C21、G06T7、G06F17、G01N21、G01J3、G01C25、G01C11、G06F19、G05D1、G01B21、G06N3、G01R29	58	769
	卫星接收装置	G01S19、H01Q1、G01C11、H01Q21、H04N7、H02J7、H04N5、G01C21、G09B19、B60K35、G01S7、H02G7、H04L27、G06F16、G06F17	13	25
工程测绘业	测量仪器	G01C1、G01C3、G01C5、G01C15、G01C25、G01S17、G01C11、G01B11、G02B23、G01C19、G05D3、G01S7、G01C9、G01C21、G01D11、H04N5、G01B21、G06T7、G01S11、G02B7	31	194
地理信息平台业（包括硬件和软件）	遥感图像数据处理	G06K9、G06T7、G06T5、G06T3、G06N3、G06F17、G06T17、G06F16、G01N21、G06T1、G01S13、G01C11、G06T11、G06T9、G01S7、G06Q50、G06Q10、G01J3、G01S17、H04N7	58	1571
地理信息平台业（包括硬件和软件）	地理信息数据处理	G06K9、G06T7、G06F17、G06T5、G06T3、G06N3、G06F19、H04L29、G06Q50、G06T17、G06F16、G06Q10、G06T11、G06T1、G01C11、G01S13、G01N21、G06T9、G01S7、G09B29	78	2014
地理信息系统业	地理信息系统应用服务	G06F16、G06F17、H04L29、G06Q50、G06Q10、G08G1、H04W4、H04N7、G05B19、G01C21、G06T17、H04L12、G01D21、H02J13、G01S19、G06K9、G05D1、H04W24、G08B21、G08B25、H04N21	45	390

Tab.4 Technical codes contained in the innovation chain

环节	IPC分类号
上游	G01B11、G01B21、G01C1、G01C3、G01C5、G01C9、G01C11、G01C13、G01C15、G01C19、G01C25、G01D11、G01D21、G01R29、G01S7、G01S11、G01S13、G01S15、G01S17、G01S19、G01N21、G01J3、G02B7、G02B23、G05D1、G05D3、G06F19、H01Q1、H01Q21、H04N5、H04L27、H04L29
中游	B60K35、G06K9、G06T7、G06N3、G06T1、G06T3、G06T5、G06T7、G06T9、G06T11、G06T17、G08B21、G08B25、G09B19、H02G7、H02J7、H02J13、H04L12、H04N5、H04N7、H04N21、H04L12、H04L29
下游	G06F16、G06F17、G06Q10、G06Q50、G08G1、H04W4、H04N7、G05B19、G01C21、G01D21、H02J13、G05D1、H04W24、G08B21、G08B25、H04N21、G09B29

Tab.5 Distribution location of technology branches of geographic information industry

一级技术分支	二级技术分支	二级技术分支 $P$	一级技术分支 $Q$	创新链环节
遥感探测业	遥感平台	1.16	1.12	上游
	遥感器	1.03
	接收装置	1.06
工程测绘业	测量仪器	1.03	1.03
地理信息平台业（包括硬件和软件）	遥感图像数据处理	1.96	2.06	中游
地理信息平台业（包括硬件和软件）	地理信息数据处理	2.14	2.06	中游
地理信息系统业	地理信息系统应用服务	2.89	2.89	下游

Tab.5 Distribution location of technology branches of geographic information industry

一级技术分支	二级技术分支	二级技术分支 $P$	一级技术分支 $Q$	创新链环节
遥感探测业	遥感平台	1.16	1.12	上游
	遥感器	1.03
	接收装置	1.06
工程测绘业	测量仪器	1.03	1.03
地理信息平台业（包括硬件和软件）	遥感图像数据处理	1.96	2.06	中游
地理信息平台业（包括硬件和软件）	地理信息数据处理	2.14	2.06	中游
地理信息系统业	地理信息系统应用服务	2.89	2.89	下游

Tab.6 Current situation of innovation chains of major national geographic information industries

国别	上游		中游		下游		申请国别 $R o l$	优先权国别 $R o l$
国别	申请量/项	优先权/项	申请/项	优先权/项	申请/项	优先权/项	申请国别 $R o l$	优先权国别 $R o l$
中国	3 191	57	1 513	13	365	13	1.4	1.5
美国	38	44	3	3	105	68	2.5	2.2
日本	16	16	0	0	21	10	2.1	1.8
德国	6	5	1	1	3	1	1.7	1.4
法国	6	6	0	0	1	0	1.3	1.0
韩国	7	7	0	0	265	7	2.9	2.0
以色列	1	1	1	0	1	1	2.0	2.0
瑞典	1	1	2	0	0	0	1.7	1.0
澳大利亚	1	0	3	0	5	4	2.4	3.0
芬兰	1	1	6	0	0	0	1.9	1.0
印度	1	1	7	0	0	0	1.9	1.0
挪威	1	1	8	0	5	0	2.3	1.0

Tab.6 Current situation of innovation chains of major national geographic information industries

国别	上游		中游		下游		申请国别 $R o l$	优先权国别 $R o l$
国别	申请量/项	优先权/项	申请/项	优先权/项	申请/项	优先权/项	申请国别 $R o l$	优先权国别 $R o l$
中国	3 191	57	1 513	13	365	13	1.4	1.5
美国	38	44	3	3	105	68	2.5	2.2
日本	16	16	0	0	21	10	2.1	1.8
德国	6	5	1	1	3	1	1.7	1.4
法国	6	6	0	0	1	0	1.3	1.0
韩国	7	7	0	0	265	7	2.9	2.0
以色列	1	1	1	0	1	1	2.0	2.0
瑞典	1	1	2	0	0	0	1.7	1.0
澳大利亚	1	0	3	0	5	4	2.4	3.0
芬兰	1	1	6	0	0	0	1.9	1.0
印度	1	1	7	0	0	0	1.9	1.0
挪威	1	1	8	0	5	0	2.3	1.0

Tab.7 Features comparison of geographic information industry innovation chains in China, US and Japan based on patent data

特征	国家
特征	中国	美国	日本
主体(申请人类型)	研究机构和大专院校，产学研合作较少	企业为主	企业为主
方式	技术转移、自主研究、合作研究、公益服务(对军事和政府)	技术转移、自主研究、合作研究、技术服务、公益服务平台(对军事、政府、企业、公众)、商业服务平台、市场机制	技术转移、自主研究、合作研究、公益服务平台(对军事、政府、企业、公众)、商业服务平台
投入	政府为主	企业、政府、市场化	企业、政府
知识产权(专利布局)	本国国内布局为主，处于国内保护阶段	较大布局覆盖面，全创新链海外扩展阶段	较大布局覆盖面，上游、下游处于海外扩展阶段

Tab.8 Comparison results of comparative advantages of innovation chains among China, US and Japan

参数	国家
参数	美国	中国	日本
上游比较优势	1.0	2.9	3.2
中游比较优势	0.9	4.1	1.3
下游比较优势	1.2	2.3	0.0
技术竞争力指数	0.45	-0.05	-0.76

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