李德仁:让中国测绘遥感“看清”世界

李德仁:让中国测绘遥感“看清”世界

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弘扬科学家精神,涵养优良学风。欢迎收听安徽省科技馆《科学家故事》节目。本期为大家讲述李德仁的故事:

中国测绘遥感“看清”世界

测绘遥感,简单来说,是一种利用先进技术手段进行远距离观测和测量的技术,它在许多领域都有着广泛的应用。


有一位科学家几十年来一直致力于提升我国测绘遥感对地观测水平。他攻克卫星遥感全球高精度定位及测图核心技术,解决了遥感卫星影像高精度处理的系列难题,带领团队研发全自动高精度航空与地面测量系统,为我国高精度高分辨率对地观测体系建设作出了杰出贡献。他就是中国科学院院士、中国工程院院士,测绘遥感学家李德仁。


艰辛曲折的求学路


李德仁1939年出生于江苏泰县溱潼镇,11岁考入离家30多里的泰州中学。中学时期的李德仁,各学科成绩都很优秀。兴趣广泛的他,曾经利用课余时间,用平板测量仪测量出泰州中学背后“小泰山”的高度。这为他今后从事测绘工作埋下了伏笔。


1957年,18岁的李德仁考取了武汉测量制图学院航空摄影测量系。大学时期,他不仅成绩优异,还善于质疑,曾经给苏联专家编的教科书、老师出的试卷挑错。正因如此,李德仁得到了我国航测与遥感学科奠基人王之卓教授的赏识。让李德仁没有想到的是,王之卓还邀请他去家中讨论,聊得十分投机,师生二人由此结缘。


大学毕业后,李德仁被分配到国家测绘局地形二队,后来因种种原因,1971年又被分配到石家庄水泥制品厂。


在水泥厂工作期间,李德仁坚持做好分配给自己的每一件事,在工作中精进业务,创新性地研制了一种新的硫铝酸盐水泥。逆境岁月里,他的专业学习从未停歇,内心的梦想也从未熄灭。


1978年,“科学的春天”来临,国家恢复研究生招考。39岁的李德仁,如愿成为王之卓教授的研究生。3年后,他以全优成绩获得硕士学位。


1982年10月,李德仁作为访问学者远赴德国波恩大学,初到库普费尔实验室,李德仁便发现该室的区域网平差程序状态不稳定。他用一个星期将程序修改好,并据此用德文写出了论文《克服自检校平差中过度参数的三种方法》,这也被国际测绘界称为“李德仁方法”;他根据这种方法研制出的新软件,获得了比波恩大学原软件更佳的计算结果。


随后,李德仁转入斯图加特大学,成为摄影测量领域世界著名领军学者阿克曼教授的博士生。他常在教堂午夜的钟声响过之后才走出实验室,第二天早晨,他会第一个打开实验室和资料室大门。


仅仅两年半时间,李德仁完成了通常需要五六年才能完成的博士论文和学位课程,他的博士论文《摄影测量平差中控制点粗差和像片系统误差可区分的理论及实验研究》,创下了斯图加特大学历史最高分,他创立的误差可区分性理论和系统误差与粗差探测方法,被评价为“解决了一个测量学的百年难题”。


完成毕业答辩后,李德仁谢绝了多家国外科研院所的高薪邀约回到祖国。短短几天后,他便走上了母校武汉测量制图学院的讲台,开启了漫长的科研求索之路。


引领中国遥感赶超世界水平


学成归来,李德仁加快研究步伐,带领团队持续开展基础理论和重大技术创新,助力我国测绘遥感行业飞跃发展。


很快,他们取得了一个又一个创造性成果。1991年,李德仁提出全球导航卫星系统(GNSS)、航空航天遥感(RS)、地理信息系统(GIS)“3S集成”理论,获得国际认可。这一重大突破,实现了天空地一体信息化移动测量的历史跨越。


21世纪初,面对我国卫星、航空、地面系统多方面存在差距的现状,李德仁心急如焚。作为牵头人,李德仁向国家提出“建设我国高分辨率对地观测系统”的立项建议,并推动其列入国家16个重大科技专项,其中,自主可控的天空地高分辨率遥感系统是“高分专项”的核心。


李德仁组建百余人团队,历时15年,主持参与“高分专项”,先后完成体系论证、技术攻关、系统研制和重大应用,助力天空地高分辨率遥感系统实现“好用”和“用好”,满足经济建设、国防建设和大众民生的需求。


2013年,高分专项首发星高分一号成功发射;2019年,国内首颗民用亚米级高分辨率立体测绘卫星高分七号发射;2022年,分辨率达到0.3米至0.5米的商业遥感卫星发射……得益于“高分专项”的实施,比西方国家晚了近30年的中国遥感卫星研究,一路高歌猛进,实现了从无到有、从有到优的跨越式发展,形成了由陆地卫星、气象卫星和海洋卫星组成的强大对地观测体系,卫星分辨率提高到了民用0.5米,遥感信息服务时间从数小时缩短至8分钟。


擦亮中国的“东方慧眼”


针对卫星遥感存在的“成本高、效率低、不稳定、应用少”等问题,李德仁带领团队把目光投向更远——“东方慧眼”智能遥感星座项目。


“东方慧眼”,用李德仁的话说,就是“中国人放到天上去的智慧的眼睛”,这张“太空网”,将通信、导航、遥感集于一身,形成一个“大脑”,能对各种卫星感知的数据进行智能化处理,成为中国自主的空天信息实时智能服务系统。


目前,由武汉大学牵头研制的“珞珈”系列卫星,作为“先遣队”已经出发。“珞珈一号01星”“珞珈二号01星”和“珞珈三号01星”相继入轨,前往太空探路。


预计到2030年,“东方慧眼”智能遥感星座计划将发射252颗卫星,包括高分辨率光学和雷达卫星、高光谱卫星和热红外卫星,形成“星网”,为全球用户提供高精度、智能、实时的遥感信息服务。


按照李德仁的计划,到那时,卫星使用成本会更低,每个人都可以用手机调用头顶的卫星,3到5分钟内就能看到想看的地球图片或视频,享受卫星带来的红利,实现从“玩微信”到“玩卫星”的时代转变。


如今,在每年大一新生开学时,李德仁都会如约出现在武汉大学“测绘学概论”课程的讲台上。他说:“现在我们的科研团队可以和国际测绘巨头平等对话,有人说这是我们最大的成果。但我觉得世界科技的竞争首先是人才的竞争,培养更多创新人才,让测绘科学后继有人,才是我们永恒的课题。” 



主办单位 | 安徽省科学技术馆

运营机构 | 喜马拉雅安徽营销运营中心

主        播| 赵鑫



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