地理信息產業技術創新與地理信息產業自組織初探

李黎

(中國測繪科學研究院，北京100039)

地理信息產業技術創新與地理信息產業自組織初探

李黎

(中國測繪科學研究院，北京100039)

以社會系統科學和自組織理論為基礎，將地理信息產業抽象為一個系統研究對象。地理信息產業系統是向社會提供地理信息服務的社會系統，與其他社會系統一樣遵循著系統自組織和協同演化的內在規律。技術創新是地理信息產業成長中最具能動性的系統要素。研究地理信息產業技術創新的特點，分析技術創新對產業結構升級自組織的動力機制。

地理信息產業;技術創新;自組織

一、引 言

地理信息產業是新興高新技術產業，同時也是國家戰略性產業。地理信息產業的主導技術是衛星遙感技術、全球定位技術、地理信息系統技術等高技術。目前，我國地理信息產業發展中技術創新突出，企業新增數量快速增長，處于產業生命周期曲線中的成長期。在這一時期，新興的地理信息產業具有很強的不確定性［1］。首先是技術的不確定性，我國自主知識產權的衛星遙感技術、全球定位技術、地理信息系統技術的技術和基礎設施建立還不完備。地理信息產業的市場也面對著不確定性，市場模式、市場規模都不確定。同時，我國地理信息產業還面臨著組織的不確定性，即技術創新和技術的產業化由哪些企業實現是不確定的。

在成長期的地理信息產業發展還表現出復雜性。首先是產業技術的復雜性，我國地理信息產業核心技術的發展突破是長期復雜的過程，面向應用的各行業地理信息應用平臺開發，還遠遠不能滿足產業需求，技術群落的系統化發展是復雜的。核心技術還要求大量的配套技術也要有所突破，才能實現技術的產業化。其次是第二產業化的復雜性，地理信息技術具有高滲透性，它使得產業間相互融合，從而形成新的產業面貌，如智能交通產業就是交通管理與地理信息技術結合形成的。地理信息產業的發展復雜性還體現在產業鏈形成的復雜性，因產業發展初期市場尚不發育，市場細分不夠，導致產業鏈各環節發展不同步。

面對成長期的地理信息產業出現的不確定性和復雜性，本文以社會系統科學和自組織理論為基礎，將地理信息產業抽象為一個系統研究對象，用系統科學理論認識產業發展的內在能動性，認識產業發展的客觀規律，以期有助于形成有效的產業政策和制度安排。

二、社會系統科學與自組織理論

社會系統科學的方法是把所研究的對象當做一個系統，而系統是有關聯的元素的集合，每個系統都具有一定的結構和功能，結構是系統內部各個組成要素之間的相對穩定的聯系方式、組織秩序及時空關系的內在表現形式。系統研究就是研究系統、要素、環境三者的相互關系和變化規律，并利用這些規律去控制、管理、改造這個系統，使系統的存在與發展合乎人的目的需要。

自組織理論是系統科學中的理論體系之一，自組織理論研究系統中子系統之間是如何相互協調合作而在宏觀上產生空間、時間或功能的有序結構，并尋找支配系統自組織過程的一般原理和普遍規律［2］。自組織系統是自行演進或改進其組織行為結構的一類系統。該系統能在與環境相互作用條件下，通過自身的演化而形成新的結構和功能。自組織理論在產業發展研究領域得到很好的應用，因為產業成長是一個產業系統演化的過程，也是系統要素隨時間變化的動態過程。在地理信息產業系統中，其也存在著結構、功能及其運動規律。

三、地理信息產業的技術創新

地理信息產業的形成和成長依賴于技術創新，而且地理信息技術的重大突破會帶動產業的質變，創造出新的產業結構。如高分辨率衛星遙感數據獲取技術的突破，帶來了海量真實準確的地理數據，從而推動了產業相關技術升級，產業應用規模的擴大，導致產業結構向高級化演進。可見，技術創新會從產業系統內部引發產業結構的革新。因此，從產業視角看技術創新就不僅僅是科技活動，而是形成產業共同技術基礎的復雜系統過程，是產業演變的內在驅動力［3］。

1.地理信息產業的技術創新特征

突破性技術創新是地理信息產業技術創新的最顯著特征，產業核心技術群(如衛星遙感技術、全球衛星定位技術、地理信息系統技術)是突破性技術創新的結果。突破性技術創新是在原始創新與重大發明專利的累積條件下誕生的［3］，如各種新型傳感器技術，多光譜傳感器、SAR傳感器、Lader傳感器。突破性技術能夠導致產業新技術誕生和技術發生突變性升級。

地理信息產業的技術創新已形成了全球性創新網絡，且創新活動具有多層次性，以美國為代表的發達國家控制著核心知識的創新，主導著產業中關鍵技術和產品，而我國目前則是以模仿創新和引進技術再創新為主。因此，目前在產業的上游，即地理信息獲取領域的技術創新特征應以建立國家對地觀測衛星系統(包括遙感衛星、全球定位衛星)為目標，以重大關鍵技術(多種星載傳感器)研發突破為重點，立足自主創新。

地理信息產業是技術密集型產業。在每一個突破性技術周圍需要有大量應用開發性技術創新，實現技術最終應用到實際中。如Ladar傳感器出現后需要開發多種數據處理方法對數據加工處理，同時根據潛在應用，開發專門的應用技術平臺。

地理信息的應用是復雜的，需要面對許多不同的應用目標，構造適合的技術解決方案。如針對不同行業的解決方案。

對地理信息的應用創新還具有本地化特征，即需要對地理數據和應用方式有理解的技術人員才能很好地開發出適合的解決方案。許多國外軟件產品并不完全適合國內的應用模式。本地化為創新活動提供了廣闊的市場。

2.地理信息產業技術創新動力機制

作為高新技術產業的地理信息產業，技術推動機制是其發展的主要特征。某項重大技術突破會引發整個產業發生躍遷或提升，產業整體升級。如全球定位技術引發了位置服務的創新高潮。

市場需求牽引技術創新。在地理信息技術架構形成之后，市場開發成為產業發展的龍頭。企業通過創新，為客戶提供產品和服務，滿足了市場需求，而市場需求則成為企業持續創新的動力。

地理信息產業的市場競爭是技術創新的動力。地理信息產業是以知識為核心的產業，企業所擁有的高新技術將會贏得絕對競爭優勢，從而得到高于對手的超額利潤。技術創新會在競爭的市場機制驅使下不斷發展。

政府政策是地理信息產業創新的重要促進作用。在多個五年發展規劃中，地理信息產業中的支撐技術和核心應用列入國家計劃，如資源衛星發展計劃，全國土地利用遙感調查研究項目，這些持續有力的國家支持，將引導企業在這一領域進行創新發展。此外，政府的重要支持還體現在政府自身積極采用地理信息技術，改善政府管理效率。政府的需求形成了很大的社會需求，從而刺激了創新活動。

四、技術創新主導下的地理信息產業自組織機制

地理信息產業的形成和發展是地理信息的獲取技術、數據處理技術、地理數據的應用方式的技術革命，地理信息產業技術創新持續發生，使原有以航空攝影、國家基本地形圖為代表的地理信息產業結構時代終結，進入了以衛星遙感、全球定位技術、地理信息系統技術為支撐的新產業發展時代。產業結構也逐漸從一種結構演進為另一種結構，結構變化的內涵是產業系統中各系統要素比例關系的變化，包括新組織的興起并進入產業，某些組織的衰落退出［4］。

1.地理信息產業系統

用系統科學方法考察地理信息產業是把產業看做一個被組織化的整體，是按照有規則的相互作用和相互依存的形式結合起來的諸要素的集合。地理信息產業是以為全社會提供地理信息產品和服務為目標，由相互聯系、相互作用的若干社會要素(子系統)有機結合成特定結構的整體。地理信息產業由以下基本要素構成：

1)技術要素。圍繞地理信息的獲取、處理、使用的技術創新活動。

2)資金要素。當地理信息產業的技術經濟范式形成之后，對產業資金投入量和投入方式決定著產業的成長速度。

3)制度要素。管理是以產業系統發展為目標的協調活動。

4)人力資源要素。地理信息應用廣泛而復雜，需要多專業、多層次人員，合理的人員結構將形成產業能動性力量。

5)市場要素。市場要素對產業系統的發展具有導向作用，地理信息產業的市場許多是潛在的、有待開發的，市場要素與產業系統其他要素具有密切的聯系，技術的發展會促生新的市場需求，而市場的新需求也將整合技術，引導新的技術創新。

地理信息產業系統中的系統要素不是機械性的組合，是要素間按一定的結構關系聯系在一起，共同反映出系統的時態特征。

2.技術創新主導下地理信息產業的自組織成長機制

地理信息產業可以被看做一個產業經濟系統，其具有系統的非線性與非平衡性、層次性和自組織性特點，地理信息產業的產業結構升級和產業績效的提高是產業系統的自組織演化。

(1)地理信息產業的自組織發生的條件

地理信息產業內的技術創新是從核心技術突破創新到應用技術創新、市場創新，最終到產業創新的全過程。在這個過程中，產業結構發生了自組織演進，即產業內的企業、公司在一定外部環境條件下的創新和重組。近10年，地理信息產業內創立新公司活躍，在位企業內人力資源結構，市場服務模式都發生了重大調整。自組織的動力來自產業系統內組織的競爭與協同，以及企業的效率與效益［3］。從產業結構自組織演進的形成條件來看，地理信息產業的技術創新導致了產業生產率提高，表現為地理信息獲取、加工處理和服務的數量、種類、生產技術程序都在向高級化方向發展。

產業收入彈性的增加，即隨國民收入的增加，人們對國家公共服務設施的需求加大，因此服務于國家公共基礎設施的地理信息產業需求也形成了激增的態勢。對于這樣一個新興的產業，由此所引起的漲落使新的產業結構遠離系統原來的平衡位置，形成了地理信息產業結構自組織的動能。

地理信息產業的關聯效應很強，因為地理信息自身具有整合各種信息的固有屬性，同時社會也需要地理信息有一致的數學基礎和表達形式。現在地理信息技術已擴散到交通、城市建設管理、農業、林業等許多部門。地理信息產業技術水平的提升，影響到其他產業部門的運行，如智能交通讓交通運輸產業的效益和效率提升。地理信息產業對其他部門的關聯效應依次通過擴散和轉移引起產業結構系統的漲落，是產業系統自組織演進的條件。

在地理信息產業自組織發生的條件中，產業廣泛的技術創新導致的產業技術升級換代是最根本和能動的因素。

(2)技術創新對地理信息產業結構升級的動力

機制

地理信息技術是典型的高端技術，持續的突破性技術創新使地理信息產業不斷開拓出新的產品和新的生產領域［4］。像LiDAR技術、高分辨率衛星影像技術的出現都突破了傳統測繪行業的地理信息生產和服務領域，從而推動地理信息產業系統內部分工的發展及專業化生產的廣泛進行。近年來，國內衛星遙感領域以資源衛星、海洋衛星、環境衛星為代表，呈現出按陸地資源、海洋、環境專業化分工的地理數據獲取、處理、服務的新模式。這些變化不僅導致資本、勞動力等生產要素在產業內部重新配置，而且導致地理信息業的產出和社會地位大幅提升。因此，現階段地理信息產業還是以技術推進結構演變為主，地理信息技術的創新決定了地理信息產業演進的方向。

地理信息技術的不斷創新和擴散，導致其與許多行業發生了技術融合創新，在一些行業中，地理信息技術的應用還產生了新的產業，如新出現的智能交通產業、數字城市。創新使基于地理的信息產品和服務在不斷增添新品種，并趨向多樣化，也在豐富和完美，亦催生了新的需求結構。隨著新需求的擴展，某些產品和服務被常規化生產，逐漸形成新的產業，如可量測實景影像成像，已成為一種新的地理產品。新產業的出現使原有的各產業在產業結構中的地位發生變動。

創新是企業競爭的根本，企業為贏得競爭優勢，將勞動力和資金等要素向生產效率高的創新產品和服務方向投入，從而引起勞動力的就業結構和資本投資結構的調整。

地理信息產業的創新成果多來自知識技術密集的行業(測繪)、大學、研究所，通過技術擴散和產業間的技術關聯提高其他產業的技術水平，同時導致產業技術結構的調整。現在地理信息產業內不僅有獲取加工地理信息的主導產業，更形成多專業的地理信息服務業。

五、結束語

地理信息產業是復雜社會系統中的一個子系統。地理信息產業的發展也遵從產業發展自組織規律。技術創新是處于成長期的地理信息產業的主要特征，創新活動受重大技術突破、市場需求、市場競爭、政府政策的驅動。這一時期的地理信息產業出現了產業生產率提高，產業收入彈性增加，產業發生大量的關聯效應。產業技術創新驅動了產業結構升級，出現了大量的新產品和新的應用服務領域，資本與勞動力等生產要素在產業內的重新配置，而技術的競爭與擴散則能導致產業技術結構的調整。關注并研究地理信息產業發展的自組織現象和規律，可為制定產業政策和產業管理提供參考。

［1］ 黃南.世界新興產業發展的一般規律分析［J］.科技與經濟，2008，21(5)：31-34.

［2］ 楊博文，李志剛.社會系統工程概論［M］.北京：石油工業出版社，2008.

［3］ 陶長琪.基于融合的信息產業自主創新與產業成長的協同機制［M］.北京：中國人民大學出版社，2010.

［4］ 靖繼鵬，王欣，薛雯.信息產業系統演化機理研究［J］.情報雜志，2008(5)：142-145.

［5］ 黃茂生，王新華，王俊鵬.產業系統的構成及其要素分析［J］.大眾科技，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，副研究員，主要從事地理信息系統研究工作。