李德仁:充分挖掘数据资源,推动测绘学科创新发展

2016-09-27 14:05:13    来源:武汉大学报社

摘要:李德仁,两院院士,摄影测量与遥感学家,武汉大学教授博导,长期从事遥感、全球卫星定位和地理信息系统为代表的地球空间信息学的教学与研究。一直关注着我国测绘学科的创新发展,近日李德仁院士深入探讨了测绘学的发展方向。

  李德仁,两院院士,摄影测量与遥感学家,武汉大学教授博导,长期从事遥感、全球卫星定位和地理信息系统为代表的地球空间信息学的教学与研究。一直关注着我国测绘学科的创新发展,近日李德仁院士深入探讨了测绘学科的发展方向,以下为李德仁院士口述:

  我们从事一个专业,要对新事物持有敏锐的觉察力,并注意吸收和运用。我把武汉大学测绘遥感学科出彩的原因归结为:紧跟国家需要和学科发展,持续吸收和充分运用新技术。

  传统的测绘科学包括摄影测量学,是解决几何问题,也就是研究地球的形状、大小和地球上这些目标的分布与变化。武汉大学的几何遥感在世界上是领先的。这些成绩的取得绝非一蹴而就,而是经历了一个从无到有,从有到强和传承与创新的持续发展。

李德仁:充分挖掘数据资源,推动测绘学科创新发展

  从画地图到研发卫星

  起初我们扮演着“用户”的角色,只是拿卫星图像测制地图。1986年,我带回国用SPOT卫星拍的法国马赛的立体影像,带着三个研究生一起推导这些立体影像的区域网平差,并把SPOT立体像对的高程测量精度做到了5.5米。

  1988年,出席在日本召开的国际摄影测量与遥感大会时,我做了关于SPOT影像的立体摄影测量处理的报告,并写了一篇关于SPOT立体影像的区域网平差的论文。这次成功也让我深深意识到数据共享的重要性,这是推动中国乃至世界卫星遥感前进的关键。

  王之卓先生早在上世纪60年代就著文预言卫星测量地球是可能的。20世纪80年代,很多同行开始研究解决卫星测图问题。1988年,我们成功通过SPOT立体影像做出了1:50000地图,平面精度10米,高程精度5.5米,当时世界上能达到这个精度的只有几个国家。

  我们开始思考,中国人能不能自己发卫星做立体测图?改革开放后,中国开始重视遥感对地观测卫星。刚开始以军用为主,民用卫星发射最早始于中巴资源卫星。1999年,我和杨凯参与了中巴地球资源一号卫星的前期策划,这是南南合作的一个成功典范。

  钱学森说过,“科学是没有国界的,但科学家是有国籍的。”我把这句话理解成“科学没有国界,但是研究科学的人是有国界的。”在国防口,我们发现卫星地面处理软件是从加拿大高价购买的,质量不好,而且买国外软件存在安全隐患。于是我们毛遂自荐,提出由我们自主研发。相关负责人听了,表示难以置信:“几百万美金买来的软件,几个老师和学生能做出来吗?”结果我们做出来了,不仅把成本降低了近十倍,性能也好很多。外国的软件是在好器件的基础上做出来的,由于美国军方的限制,中国买来的器件存在先天不足,而武汉大学就有这个本事,用我们的理论把各种误差找出来,通过几何校正与辐射校正,把不清晰的变清晰,也因此立下了在该领域的权威地位。

  创新要有战略高度。我们一贯主张中国要有自己的高分辨率卫星,要有自己的测绘卫星。为此,我组织了一项中科院咨询项目,2002年向党中央建议发射我国高分对地观测卫星。这个建议得到了肯定,成为我国2006—2020年16个国家重大专项之一,投入460亿元,发射到0.3m分辨率的光学和SAR卫星。2005年,国家测绘局要我向当时的曾培炎副总理争取,建议发射我国系列测绘卫星,也得到政府支持,于2012年1月9日成功发射了ZY-3第一颗测绘卫星,该卫星参数由我与龚健雅院士确定,经过几年成功运转,性能达到国际同类卫星的领先水平。今年又发了ZY3-02星,进一步提高了高程精度。

  创新研究必须扎扎实实。为了推进我国卫星从有到好,我们又开始在卫星精度和质量上下功夫。在元器件受限的情况下,用高精度地面定标场,用精细的算法提高数据质量。到2015年5月,我们一共做了20多颗中国高分辨率卫星和两颗测绘卫星,分辨率从5米、3米、2米、1米做到0.5米,这一连串数据直观地记录了中国卫星从无到有、从有到好的整个过程。而且,我们的卫星和其他国家相比,不仅有更好的质量,而且有更宽的幅面,这就意味着效率更高。目前我们卫星影像的国产比例已达80%,提前实现了“十三五”目标。

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