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测绘遥感学家李德仁——

精准测绘大地山河

2024-06-25 来源:《人民日报》收藏

  人物小传

  李德仁,武汉大学教授,中国科学院院士、中国工程院院士,测绘遥感学家。1939年生,江苏泰州人。1963年毕业于武汉测绘学院,1985年获德国斯图加特大学摄影测量与遥感专业博士学位。现任澳门金沙官网_中国体彩网手机版app地球空间信息技术协同创新中心主任,是我国高精度高分辨率对地观测系统的开创者之一。

  2024年2月3日,“东方慧眼高分01星”通过捷龙三号遥三运载火箭在广东阳江海域成功发射。这颗运行在距地520公里的太阳同步轨道卫星,搭载高分辨率推扫相机、全自主化在轨智能处理终端,集成北斗短报文和星间实时传输终端,具备在轨实时生成与分析功能,能够有效提升用户获取遥感信息的速率。

  这是“东方慧眼”智能遥感星座的业务首发星,也是通信、导航、遥感一体化智能遥感卫星系统的一次重要实践。“我们希望到2030年,‘东方慧眼’建成由200多颗高分辨率光学卫星、雷达卫星、高光谱卫星组成的智能遥感星座。”担任这颗卫星首席科学家的李德仁(见图,新华社记者熊琦摄),向着“看得快、看得清、看得准、看得全、看得懂”的目标,不懈努力着。

  心系祖国,学成归国投身测绘遥感学科建设

  作为认知地球和环境的重要技术手段,测绘遥感为各行各业发展提供基础性、先导性的支撑。但在近40年前,李德仁学成回国时,受测绘遥感科技水平制约,中国人对地理信息知之甚少,更别说利用这座“富矿”为经济社会发展服务了。

  留学期间,李德仁已经在国际测绘学界有所成就:他在1982年提出的处理系统误差的方法,被学界称为“李德仁方法”;1985年,他在自己的博士论文中解决了误差可区分性这一测量学领域的难题。

  尽管收到多家国外科研机构的工作邀请,心系祖国的李德仁却一一婉拒。1985年2月底,他取得博士学位,3月初就站在了武汉测绘学院的讲台上,这里也是他的母校。

  武汉测绘学院(后更名为武汉测绘科技大学,2000年并入武汉大学)的前身——武汉测量制图学院是1955年由国内5所院校的测量专业集中创建的。但在上世纪80年代,学院测绘遥感学科人才面临断档问题。

  回国任教后,李德仁干的第一件事就是编写教材。他先后编写了《基础摄影测量学》和《解析摄影测量学》,又依据自己的博士论文编写了《误差处理与可靠性理论》——后来作为研究生教材。

  测绘遥感是一门重视实践的学科,尤其在一些人迹罕至地区的基础测绘工作,更是实践中的难点。为解决实践中出现的问题,李德仁创新性地提出“把GNSS(全球卫星定位系统)放到飞机上”,运用“GNSS空中三角测量”技术,很快完成了无需地面控制点的测图任务。

  李德仁还指导博士生编写了软件,有效解决了困难和危险地区测图的技术难题,后来这项成果获得国家科学技术进步奖二等奖。

  紧跟学科前沿,推动测绘遥感更高水平的智能化

  建立高精度高分辨率对地观测体系,离不开遥感卫星。本世纪初,我国遥感卫星核心元器件受限、软件受控,严重制约了国产遥感卫星的发展和应用。

  “当时的条件下,我们想的是用一流的数学模型把硬件上的差距补回来。”李德仁主持设计论证了我国第一颗民用测绘卫星“资源三号”的系统参数,建立了卫星遥感影像的高精度几何处理技术体系,大幅提高了卫星遥感影像的自主定位精度。

  李德仁带领团队主持设计并建立了卫星地面定标场,通过地面高精度定标场和大规模区域网平差等方法,将“资源三号”卫星影像无地面控制点的定位精度从300多米提高到3至5米,完成9000多万平方千米的全球1∶5万测图,开创了国产卫星高精度测图从国内走向全球的新阶段。

  2003年,李德仁作为牵头人,联合多位院士专家向国家提出建议:“要把中国的卫星分辨率从原来的5米、10米,提高到亚米级。”2006年,高分辨率对地观测系统重大专项被列入《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020年)》,2010年全面启动实施。

  “我们做测绘遥感的人,始终要坚持自主创新。”李德仁带领团队研制了高分辨率卫星遥感地面处理系统。经过10年的建设,高分辨率对地观测系统实现了我国遥感卫星系统的自主可控,相关成果有力推动了新一代国家空间基础设施建设,为我国航天产业发展做了技术及人才上的储备。

  随着新一代信息技术的加快发展,测绘遥感技术与数字经济的耦合协同效应不断增强,与经济社会联系日益紧密。“紧跟学科前沿,不停歇地做中国人自己的产品”,成为李德仁的又一个目标。多年来,他牵头研制的地理信息系统软件、移动测量系统等高科技产品,不仅实现了技术国产化,还成功走向市场。

  “东方慧眼”智能遥感星座项目建设也在稳步推进中。“我们要努力实现测绘遥感更高水平的智能化,推动天上的通信、导航、遥感卫星一体化组网,让天上有对地观测的‘慧眼’和‘大脑’,让空天信息更好服务经济社会发展。”李德仁说。

  扎根三尺讲台,为年轻人的发展创造澳门金沙官网_中国体彩网手机版app:可能性

  一生投身测绘遥感事业,既出于对事业的孜孜追求,也源自对脚下这片土地的热爱。

  2014年,李德仁和夫人朱宜萱两人到塔克拉玛干沙漠西南边缘的新疆维吾尔自治区麦盖提县参加学术活动,被当地干部群众治沙造林的精神感动。此后10年间,他们两个人发起义务植树活动,19批志愿者积极投身其中,种下了数万株苗木。

  “我们让学生每年做一次麦盖提县的遥感图,能够真切地观察、感受到随着植树面积增长,当地的生态环境越来越好。”朱宜萱说。

  十年树木,百年树人。“龚健雅院士在做中国的数字地球模型、国产地理信息系统;杨必胜三维建模做得很好,他用无人机做碳排放、碳吸收的研究非常精准;我还有个研究生正在用人工智能技术,在大量遥感数据中自动解译目标……”讲起自己学生手头上的工作,李德仁如数家珍。

  在所有身份中,李德仁最看重的是教师,最看重的事情则是上课。《测绘学概论》这门课是始自1997年9月、面向本科新生的基础课,7位院士先后加入教学团队,一讲就是20多年。

  在学生们眼中,李德仁很会“卖关子”:“把摄像机放到飞机上进行测量,会出现什么问题?如果放到卫星上呢?”提问渐次深入,课堂氛围更加活跃,他便顺势引入讲课重点,“学问就藏在课堂内容里,请看摄影测量……”

  2022年,在李德仁的推动下,武汉大学联合国内10多所高校共同论证遥感科学与技术一级学科建设。目前,全国已有300多所大学开设了测绘遥感地理信息专业。

  “未来要靠年轻人,他们在研究上超过我们,我们非常高兴。”李德仁说,“作为高校教师,我们要把教育办好,把科技搞上去,还要把人才培养好,为年轻人的发展创造澳门金沙官网_中国体彩网手机版app:可能性。”(本报记者 谷业凯)

(责任编辑:谢沂楠)

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