測繪遙感被稱為國家測繪事業(yè)的“尖兵”。我國測繪遙感水平從初期的跟跑、并跑向如今的領跑邁進,離不開測繪遙感科技的領軍人物——李德仁。他秉持“在測繪遙感領域要有中國人自己的數(shù)據”的信念,鑄就了一個又一個科技輝煌。
作為我國高精度高分辨率對地觀測系統(tǒng)的開創(chuàng)者之一,李德仁勇攀科學高峰,在多項技術上實現(xiàn)重大創(chuàng)新突破,蒼穹之上擦亮了“東方慧眼”。在他的心中始終有一個堅定的聲音:“科學是要為國家服務的。”
求學:一篇論文解決學界難題
李德仁院士常用“不停歇地思索,不停歇地創(chuàng)新,不停歇地奮斗”來形容自己走過的歷程。而這種堅定的學術追求和創(chuàng)新精神,早在他年少時期就開始扎根發(fā)芽。
1951年,11歲的李德仁以優(yōu)異的成績從江蘇養(yǎng)正小學畢業(yè),考入泰州中學,1957年高中畢業(yè)被武漢測繪學院錄取。
大學期間,李德仁膽子大、愛提問,常把自己對名家著作的質疑寫成讀書心得,到處尋找老師求解。讀書時,他幾乎看遍了所有專業(yè)文獻,并做了大量筆記。但李德仁總覺得,這些測量和制圖刊物里,有些被認定為“真理”的論述存在一定的問題。
他直言不諱地指出里面的問題,將自己的觀點寫成文章,并將其送給著名科學家、中國航測與遙感學科奠基人王之卓教授,請他指正??戳死畹氯实奈恼拢踔渴峙d奮,不僅在文稿上批閱圈點,還邀請他到家中討論,兩人聊得十分投機,師生二人由此結緣。
大學畢業(yè)后,李德仁被分配到國家測繪局地形二隊,隨后因種種原因,1971年又被分配到石家莊水泥制品廠。
在水泥廠工作期間,李德仁堅持做好分配給自己的每一件事,在工作中精進業(yè)務,創(chuàng)新性地研制了一種新的硫鋁酸鹽水泥。面對從測繪到水泥的巨大專業(yè)跨越,李德仁說:“無論從事什么專業(yè),學習知識基本技能、做人的品德、做學問的方法都是相通的,不管什么工作都要做好。”
逆境歲月里,他的專業(yè)學習從未停歇,內心的夢想也從未熄滅。
1978年,國家恢復研究生招生考試,39歲的李德仁如愿考上王之卓的研究生。3年后,他以全優(yōu)成績獲得了碩士學位。
1982年10月,李德仁以訪問學者身份遠赴德國。在波恩大學,初到庫普費爾實驗室,李德仁便發(fā)現(xiàn)該實驗室的區(qū)域網平差程序狀態(tài)不穩(wěn)定。他向庫普費爾教授要來程序,一個星期便將修改好的程序交回,讓教授大感驚訝。隨后,他用德文寫出了論文《克服自檢校平差中過度參數(shù)的三種方法》。當時“系統(tǒng)誤差”這一問題在國際測量學界已“塵埃落定”,科學家們的著力點轉向尋找測量學中的粗差,李德仁卻另辟蹊徑,提出從驗后方差分量估計原理出發(fā),提出了選權迭代粗差檢測方法,并在國外學術期刊上發(fā)表。
隨后,李德仁轉到斯圖加特大學,成為阿克曼教授的博士生。僅僅不到兩年,李德仁用德文完成了博士論文《攝影測量平差中控制點粗差和像片系統(tǒng)誤差可區(qū)分的理論及實驗研究》,以“1分加5星”的成績創(chuàng)下了德國斯圖加特大學歷史最高分,同時也解決了測量數(shù)據系統(tǒng)誤差、粗差和偶然誤差的可區(qū)分性這一測量學界難題。
“我們與外國有很大差距,我要趕快回國。”博士畢業(yè)后,他毫不猶豫地拒絕了多家國外機構的高薪邀約,毅然回國,于1985年2月回到母校武漢測繪科技大學任教,開啟了漫長的科研求索之路。
求索:勇攀測繪遙感科技高峰
回國以后,李德仁致力于我國遙感對地觀測水平的提升,持續(xù)開展了基礎理論和重大技術創(chuàng)新,取得一個又一個卓越成果。
——開創(chuàng)了國產高分辨率遙感影像及應用,實現(xiàn)了“從無到有”“從有到好”的全新跨越。
“當時世界上不少發(fā)達國家已經有了自己的高分辨率對地觀測衛(wèi)星系統(tǒng),而中國只能苦苦追趕。”回憶起這段經歷,李德仁表示,受部分核心器件所限,高精度定位必須依賴地面控制點,嚴重制約了國產遙感衛(wèi)星在國民經濟和國家安全中的廣泛應用。
為了扭轉這一局面,他主持設計論證了我國第一顆民用測繪衛(wèi)星“資源三號”的系統(tǒng)參數(shù),建立了衛(wèi)星遙感影像的高精度幾何處理技術體系,大幅提高了衛(wèi)星遙感影像的自主定位精度。
隨后,李德仁又帶領團隊主持設計并建立了衛(wèi)星地面定標場,通過地面高精度定標場和大規(guī)模區(qū)域網平差等方法,將“資源三號”衛(wèi)星影像無地面控制點的定位精度從300多米提高到3米至5米,解決了國產衛(wèi)星無地面控制點的高精度測圖技術瓶頸,完成了9000多萬平方千米的全球1:5萬測圖,開創(chuàng)了國產衛(wèi)星高精度測圖從國內走向全球的新時代。
李德仁開創(chuàng)性地提出了遙感數(shù)據的高精度智能處理理論框架,帶領團隊攻克了多類型高分辨遙感衛(wèi)星“時空譜”信息高精度處理關鍵技術、空地遙感連續(xù)動態(tài)高精度實時位姿測量的瓶頸技術等難題,突破了天—空—地遙感影像“目標搜索—實時定位—變化發(fā)現(xiàn)—時空分析”智能在軌處理的核心技術,形成了遙感數(shù)據高精度智能處理技術體系,滿足了我國遙感衛(wèi)星地面處理的重大需求,為我國測繪遙感事業(yè)的發(fā)展進步作出了突出貢獻。
——引領傳統(tǒng)測繪到信息化測繪遙感的根本性變革。
李德仁主持研發(fā)了3S集成的航空遙感與低空無人機遙感數(shù)據獲取與實時處理系統(tǒng),使航空攝影測量達到不用或少用地面控制點,減少了90%的野外測量工作量。
在地面測繪遙感系統(tǒng)方面,為了解決地面快速定位定姿和高精度測量難題,李德仁主持研發(fā)了我國第一代地面移動測量系統(tǒng),突破多傳感器集成與影像數(shù)據實時處理關鍵技術,推動了地面移動測量的變革。目前,該系統(tǒng)已發(fā)展成為無人駕駛的移動測量機器人,廣泛應用于數(shù)字城市、數(shù)字電網、應急測繪等領域,為國民經濟建設和國防建設提供了有力支持。
“科研人員的成果,無論是技術還是產品,都應該取之于民、用之于民,最終的目標是造福國人。”李德仁說,如今在帶領團隊致力于技術創(chuàng)新的同時,他還積極推進地球空間信息高新技術的產業(yè)化。
情懷:科學要為國家服務
“愛我中華,興我家邦”,這是李德仁的曾祖父留下的家訓首句。這也讓他始終胸懷“國之大者”,提倡“不僅要低頭做學問,還要抬頭看方向”,始終聚焦學科發(fā)展前沿和國家重大需求開展科學研究和技術創(chuàng)新。用他自己的話說,就是“一輩子為國家服務”。
他學成歸國時,強軍、富國、利民是當時國家和社會所亟需。為此,他的所有研究都是圍繞這三個需求展開,致力于讓遙感測繪成為為國防建設、經濟發(fā)展和百姓生活服務的科學。
不做無組織的科研、不做低水平重復的科研、創(chuàng)造更多應用場景、抓緊從研發(fā)到應用的鏈條,是李德仁始終秉持的科研原則。
在這一原則指引下,他選擇攀爬更高的科學山峰,“東方慧眼”也應運而生。
近年來,李德仁帶領團隊積極開展通導遙一體化天基信息實時服務系統(tǒng)關鍵技術攻關和實驗衛(wèi)星研制,同步啟動了珞珈系列科學試驗衛(wèi)星工程,目前已經研制發(fā)射了四顆珞珈系列衛(wèi)星。“珞珈”工程其實就是“東方慧眼”的“先遣隊”。
2022年起,李德仁帶領團隊開展了“東方慧眼”智能遙感衛(wèi)星星座項目論證工作。2023年4月,“東方慧眼”一期工程正式啟動,目標是建成200多顆高分辨率光學衛(wèi)星、雷達衛(wèi)星、高光譜衛(wèi)星的智能星座,為全球用戶提供高精度、智能、實時的遙感信息服務,拓展遙感產業(yè)應用范圍。2024年2月3日,“東方慧眼”星座首星——高分01星成功發(fā)射,順利實現(xiàn)業(yè)務化運行。
“東方慧眼”是李德仁帶領團隊不斷探索的最新集成創(chuàng)新。“這件事干成了,就能解決現(xiàn)有的通信、導航、遙感衛(wèi)星系統(tǒng)各成體系、孤立運行和服務方式難以滿足經濟社會發(fā)展需求的問題。我們就能實現(xiàn)由航天大國向航天強國的跨越。”李德仁自豪地說。
責任:20年堅持傳道授業(yè)
在所有頭銜中,李德仁最鐘愛的是“教師”。他說,“我人生最大的樂趣就是成為一名老師,我的責任是傳承學問、培養(yǎng)接班人。我的學生遍布世界各地,在測繪遙感領域內外各有建樹。這是他們勤奮努力的結果,也是我為之高興的最大成果”。
在武漢大學《測繪學概論》課上,李德仁與武漢大學測繪領域5位院士一起,每年堅持給測繪遙感本科生上基礎課。這一門課,6個院士,持續(xù)講授了20年。
“現(xiàn)在我們的科研團隊可以和國際測繪巨頭平等對話,有人說這是我們最大的成果。但我覺得世界科技的競爭首先是人才的競爭,培養(yǎng)更多創(chuàng)新型人才,讓測繪科學后繼有人,才是我們永恒的課題。”李德仁說。
除了是科學家,李德仁還是成果豐碩的教育家,推動了我國測繪遙感和地理信息教育的快速發(fā)展。他培養(yǎng)的學生遍布全球重要崗位,其中1人當選中國科學院院士,1人當選中國工程院院士,10余人次入選國家高層次人才計劃,多人成為國內外知名高校教授。
2022年,在李德仁的推動下,武漢大學聯(lián)合10多所高校,共同論證遙感科學與技術一級學科建設,報國務院學位委員會審議通過,“遙感科學與技術”正式成為交叉門類一級學科。
李德仁的第27位博士、測繪遙感信息工程國家重點實驗室副主任王密認為,“作為戰(zhàn)略科學家,李老師最大的貢獻是推動了我國衛(wèi)星遙感領域的關鍵技術發(fā)展。他常教導我們,做科研工作要用小錢辦大事,要將國家需求放在第一位,要致力于解決國家的重大問題”。
人物小傳
李德仁,1939年12月生于江蘇省泰州市。武漢大學教授、博士生導師。1963年畢業(yè)于武漢測繪學院,1985年獲德國斯圖加特大學博士學位,1991年當選為中國科學院院士,1994年當選為中國工程院院士。歷任武漢測繪科技大學校長、中國測繪學會理事長、湖北省科協(xié)副主席、武漢市科協(xié)主席、武漢市歐美同學會會長、中國光谷首席科學家。
李德仁是國際著名的測繪遙感學家,我國高精度高分辨率對地觀測系統(tǒng)的開創(chuàng)者之一。40年來,他致力于我國遙感對地觀測水平的提升,持續(xù)開展基礎理論和重大技術創(chuàng)新,創(chuàng)立了我國高精度高分辨率對地觀測體系,推進了我國測繪遙感產業(yè)的跨越發(fā)展。
科學人生與家國情懷
李思雨
在科學界,李德仁的名字與中國測繪遙感領域的輝煌成就緊密相連。這背后,有一份深沉而熾熱的家國情懷,推動著他不斷前行,為國家科技進步與民族復興貢獻自己的力量。
這份家國情懷源自家族傳承。江蘇省泰州市姜堰區(qū)溱潼古鎮(zhèn)的李氏舊居堂屋,掛著一幅用毛筆書寫的家訓,首句便是“愛我中華”。這四個字猶如一盞明燈,照亮了李德仁的人生道路,指引著他的科研方向,開創(chuàng)了李德仁家族“一門三院士”的傳奇。
科學要為國家服務。正是這份信念,讓李德仁帶著發(fā)展中國遙感測繪技術的使命毅然回國??茖W技術是國家發(fā)展的重要支撐,只有不斷創(chuàng)新突破,才能為國家贏得更多話語權和影響力。為此,作為科研工作者,他默默耕耘、無私奉獻;作為老師,他關心年輕人成長,鼓勵勇于探索、敢于創(chuàng)新的精神;作為國際學者,他積極參與國際合作與交流,推動全球地理信息科學事業(yè)共同發(fā)展,為我國在國際舞臺上贏得了尊重。
個人發(fā)展離不開國家支持,只有將個人命運與國家命運緊密相連,才能實現(xiàn)真正的價值。李德仁帶領團隊攻克了一個又一個科研難題,取得了一系列具有開創(chuàng)性的成果,不僅推動了我國測繪遙感領域的發(fā)展,更為國家科技進步贏得了國際聲譽。幾十年來,這份深沉的家國情懷,體現(xiàn)了他對祖國的熱忱,更彰顯了一位科學家的擔當和責任。