地理信息产业技术创新与地理信息产业自组织初探

李黎

(中国测绘科学研究院，北京100039)

地理信息产业技术创新与地理信息产业自组织初探

李黎

(中国测绘科学研究院，北京100039)

以社会系统科学和自组织理论为基础，将地理信息产业抽象为一个系统研究对象。地理信息产业系统是向社会提供地理信息服务的社会系统，与其他社会系统一样遵循着系统自组织和协同演化的内在规律。技术创新是地理信息产业成长中最具能动性的系统要素。研究地理信息产业技术创新的特点，分析技术创新对产业结构升级自组织的动力机制。

地理信息产业;技术创新;自组织

一、引 言

地理信息产业是新兴高新技术产业，同时也是国家战略性产业。地理信息产业的主导技术是卫星遥感技术、全球定位技术、地理信息系统技术等高技术。目前，我国地理信息产业发展中技术创新突出，企业新增数量快速增长，处于产业生命周期曲线中的成长期。在这一时期，新兴的地理信息产业具有很强的不确定性［1］。首先是技术的不确定性，我国自主知识产权的卫星遥感技术、全球定位技术、地理信息系统技术的技术和基础设施建立还不完备。地理信息产业的市场也面对着不确定性，市场模式、市场规模都不确定。同时，我国地理信息产业还面临着组织的不确定性，即技术创新和技术的产业化由哪些企业实现是不确定的。

在成长期的地理信息产业发展还表现出复杂性。首先是产业技术的复杂性，我国地理信息产业核心技术的发展突破是长期复杂的过程，面向应用的各行业地理信息应用平台开发，还远远不能满足产业需求，技术群落的系统化发展是复杂的。核心技术还要求大量的配套技术也要有所突破，才能实现技术的产业化。其次是第二产业化的复杂性，地理信息技术具有高渗透性，它使得产业间相互融合，从而形成新的产业面貌，如智能交通产业就是交通管理与地理信息技术结合形成的。地理信息产业的发展复杂性还体现在产业链形成的复杂性，因产业发展初期市场尚不发育，市场细分不够，导致产业链各环节发展不同步。

面对成长期的地理信息产业出现的不确定性和复杂性，本文以社会系统科学和自组织理论为基础，将地理信息产业抽象为一个系统研究对象，用系统科学理论认识产业发展的内在能动性，认识产业发展的客观规律，以期有助于形成有效的产业政策和制度安排。

二、社会系统科学与自组织理论

社会系统科学的方法是把所研究的对象当做一个系统，而系统是有关联的元素的集合，每个系统都具有一定的结构和功能，结构是系统内部各个组成要素之间的相对稳定的联系方式、组织秩序及时空关系的内在表现形式。系统研究就是研究系统、要素、环境三者的相互关系和变化规律，并利用这些规律去控制、管理、改造这个系统，使系统的存在与发展合乎人的目的需要。

自组织理论是系统科学中的理论体系之一，自组织理论研究系统中子系统之间是如何相互协调合作而在宏观上产生空间、时间或功能的有序结构，并寻找支配系统自组织过程的一般原理和普遍规律［2］。自组织系统是自行演进或改进其组织行为结构的一类系统。该系统能在与环境相互作用条件下，通过自身的演化而形成新的结构和功能。自组织理论在产业发展研究领域得到很好的应用，因为产业成长是一个产业系统演化的过程，也是系统要素随时间变化的动态过程。在地理信息产业系统中，其也存在着结构、功能及其运动规律。

三、地理信息产业的技术创新

地理信息产业的形成和成长依赖于技术创新，而且地理信息技术的重大突破会带动产业的质变，创造出新的产业结构。如高分辨率卫星遥感数据获取技术的突破，带来了海量真实准确的地理数据，从而推动了产业相关技术升级，产业应用规模的扩大，导致产业结构向高级化演进。可见，技术创新会从产业系统内部引发产业结构的革新。因此，从产业视角看技术创新就不仅仅是科技活动，而是形成产业共同技术基础的复杂系统过程，是产业演变的内在驱动力［3］。

1.地理信息产业的技术创新特征

突破性技术创新是地理信息产业技术创新的最显著特征，产业核心技术群(如卫星遥感技术、全球卫星定位技术、地理信息系统技术)是突破性技术创新的结果。突破性技术创新是在原始创新与重大发明专利的累积条件下诞生的［3］，如各种新型传感器技术，多光谱传感器、SAR传感器、Lader传感器。突破性技术能够导致产业新技术诞生和技术发生突变性升级。

地理信息产业的技术创新已形成了全球性创新网络，且创新活动具有多层次性，以美国为代表的发达国家控制着核心知识的创新，主导着产业中关键技术和产品，而我国目前则是以模仿创新和引进技术再创新为主。因此，目前在产业的上游，即地理信息获取领域的技术创新特征应以建立国家对地观测卫星系统(包括遥感卫星、全球定位卫星)为目标，以重大关键技术(多种星载传感器)研发突破为重点，立足自主创新。

地理信息产业是技术密集型产业。在每一个突破性技术周围需要有大量应用开发性技术创新，实现技术最终应用到实际中。如Ladar传感器出现后需要开发多种数据处理方法对数据加工处理，同时根据潜在应用，开发专门的应用技术平台。

地理信息的应用是复杂的，需要面对许多不同的应用目标，构造适合的技术解决方案。如针对不同行业的解决方案。

对地理信息的应用创新还具有本地化特征，即需要对地理数据和应用方式有理解的技术人员才能很好地开发出适合的解决方案。许多国外软件产品并不完全适合国内的应用模式。本地化为创新活动提供了广阔的市场。

2.地理信息产业技术创新动力机制

作为高新技术产业的地理信息产业，技术推动机制是其发展的主要特征。某项重大技术突破会引发整个产业发生跃迁或提升，产业整体升级。如全球定位技术引发了位置服务的创新高潮。

市场需求牵引技术创新。在地理信息技术架构形成之后，市场开发成为产业发展的龙头。企业通过创新，为客户提供产品和服务，满足了市场需求，而市场需求则成为企业持续创新的动力。

地理信息产业的市场竞争是技术创新的动力。地理信息产业是以知识为核心的产业，企业所拥有的高新技术将会赢得绝对竞争优势，从而得到高于对手的超额利润。技术创新会在竞争的市场机制驱使下不断发展。

政府政策是地理信息产业创新的重要促进作用。在多个五年发展规划中，地理信息产业中的支撑技术和核心应用列入国家计划，如资源卫星发展计划，全国土地利用遥感调查研究项目，这些持续有力的国家支持，将引导企业在这一领域进行创新发展。此外，政府的重要支持还体现在政府自身积极采用地理信息技术，改善政府管理效率。政府的需求形成了很大的社会需求，从而刺激了创新活动。

四、技术创新主导下的地理信息产业自组织机制

地理信息产业的形成和发展是地理信息的获取技术、数据处理技术、地理数据的应用方式的技术革命，地理信息产业技术创新持续发生，使原有以航空摄影、国家基本地形图为代表的地理信息产业结构时代终结，进入了以卫星遥感、全球定位技术、地理信息系统技术为支撑的新产业发展时代。产业结构也逐渐从一种结构演进为另一种结构，结构变化的内涵是产业系统中各系统要素比例关系的变化，包括新组织的兴起并进入产业，某些组织的衰落退出［4］。

1.地理信息产业系统

用系统科学方法考察地理信息产业是把产业看做一个被组织化的整体，是按照有规则的相互作用和相互依存的形式结合起来的诸要素的集合。地理信息产业是以为全社会提供地理信息产品和服务为目标，由相互联系、相互作用的若干社会要素(子系统)有机结合成特定结构的整体。地理信息产业由以下基本要素构成：

1)技术要素。围绕地理信息的获取、处理、使用的技术创新活动。

2)资金要素。当地理信息产业的技术经济范式形成之后，对产业资金投入量和投入方式决定着产业的成长速度。

3)制度要素。管理是以产业系统发展为目标的协调活动。

4)人力资源要素。地理信息应用广泛而复杂，需要多专业、多层次人员，合理的人员结构将形成产业能动性力量。

5)市场要素。市场要素对产业系统的发展具有导向作用，地理信息产业的市场许多是潜在的、有待开发的，市场要素与产业系统其他要素具有密切的联系，技术的发展会促生新的市场需求，而市场的新需求也将整合技术，引导新的技术创新。

地理信息产业系统中的系统要素不是机械性的组合，是要素间按一定的结构关系联系在一起，共同反映出系统的时态特征。

2.技术创新主导下地理信息产业的自组织成长机制

地理信息产业可以被看做一个产业经济系统，其具有系统的非线性与非平衡性、层次性和自组织性特点，地理信息产业的产业结构升级和产业绩效的提高是产业系统的自组织演化。

(1)地理信息产业的自组织发生的条件

地理信息产业内的技术创新是从核心技术突破创新到应用技术创新、市场创新，最终到产业创新的全过程。在这个过程中，产业结构发生了自组织演进，即产业内的企业、公司在一定外部环境条件下的创新和重组。近10年，地理信息产业内创立新公司活跃，在位企业内人力资源结构，市场服务模式都发生了重大调整。自组织的动力来自产业系统内组织的竞争与协同，以及企业的效率与效益［3］。从产业结构自组织演进的形成条件来看，地理信息产业的技术创新导致了产业生产率提高，表现为地理信息获取、加工处理和服务的数量、种类、生产技术程序都在向高级化方向发展。

产业收入弹性的增加，即随国民收入的增加，人们对国家公共服务设施的需求加大，因此服务于国家公共基础设施的地理信息产业需求也形成了激增的态势。对于这样一个新兴的产业，由此所引起的涨落使新的产业结构远离系统原来的平衡位置，形成了地理信息产业结构自组织的动能。

地理信息产业的关联效应很强，因为地理信息自身具有整合各种信息的固有属性，同时社会也需要地理信息有一致的数学基础和表达形式。现在地理信息技术已扩散到交通、城市建设管理、农业、林业等许多部门。地理信息产业技术水平的提升，影响到其他产业部门的运行，如智能交通让交通运输产业的效益和效率提升。地理信息产业对其他部门的关联效应依次通过扩散和转移引起产业结构系统的涨落，是产业系统自组织演进的条件。

在地理信息产业自组织发生的条件中，产业广泛的技术创新导致的产业技术升级换代是最根本和能动的因素。

(2)技术创新对地理信息产业结构升级的动力

机制

地理信息技术是典型的高端技术，持续的突破性技术创新使地理信息产业不断开拓出新的产品和新的生产领域［4］。像LiDAR技术、高分辨率卫星影像技术的出现都突破了传统测绘行业的地理信息生产和服务领域，从而推动地理信息产业系统内部分工的发展及专业化生产的广泛进行。近年来，国内卫星遥感领域以资源卫星、海洋卫星、环境卫星为代表，呈现出按陆地资源、海洋、环境专业化分工的地理数据获取、处理、服务的新模式。这些变化不仅导致资本、劳动力等生产要素在产业内部重新配置，而且导致地理信息业的产出和社会地位大幅提升。因此，现阶段地理信息产业还是以技术推进结构演变为主，地理信息技术的创新决定了地理信息产业演进的方向。

地理信息技术的不断创新和扩散，导致其与许多行业发生了技术融合创新，在一些行业中，地理信息技术的应用还产生了新的产业，如新出现的智能交通产业、数字城市。创新使基于地理的信息产品和服务在不断增添新品种，并趋向多样化，也在丰富和完美，亦催生了新的需求结构。随着新需求的扩展，某些产品和服务被常规化生产，逐渐形成新的产业，如可量测实景影像成像，已成为一种新的地理产品。新产业的出现使原有的各产业在产业结构中的地位发生变动。

创新是企业竞争的根本，企业为赢得竞争优势，将劳动力和资金等要素向生产效率高的创新产品和服务方向投入，从而引起劳动力的就业结构和资本投资结构的调整。

地理信息产业的创新成果多来自知识技术密集的行业(测绘)、大学、研究所，通过技术扩散和产业间的技术关联提高其他产业的技术水平，同时导致产业技术结构的调整。现在地理信息产业内不仅有获取加工地理信息的主导产业，更形成多专业的地理信息服务业。

五、结束语

地理信息产业是复杂社会系统中的一个子系统。地理信息产业的发展也遵从产业发展自组织规律。技术创新是处于成长期的地理信息产业的主要特征，创新活动受重大技术突破、市场需求、市场竞争、政府政策的驱动。这一时期的地理信息产业出现了产业生产率提高，产业收入弹性增加，产业发生大量的关联效应。产业技术创新驱动了产业结构升级，出现了大量的新产品和新的应用服务领域，资本与劳动力等生产要素在产业内的重新配置，而技术的竞争与扩散则能导致产业技术结构的调整。关注并研究地理信息产业发展的自组织现象和规律，可为制定产业政策和产业管理提供参考。

［1］ 黄南.世界新兴产业发展的一般规律分析［J］.科技与经济，2008，21(5)：31-34.

［2］ 杨博文，李志刚.社会系统工程概论［M］.北京：石油工业出版社，2008.

［3］ 陶长琪.基于融合的信息产业自主创新与产业成长的协同机制［M］.北京：中国人民大学出版社，2010.

［4］ 靖继鹏，王欣，薛雯.信息产业系统演化机理研究［J］.情报杂志，2008(5)：142-145.

［5］ 黄茂生，王新华，王俊鹏.产业系统的构成及其要素分析［J］.大众科技，2005，11(85)：252-253.

The Theory of Self Organization and Technical Innovations in the Geospatial Industry

LI Li

0494-0911(2012)09-0093-03

P208

B

2012-07-20

李 黎(1961—)，女，北京人，副研究员，主要从事地理信息系统研究工作。