【武汉院士口述录 第一篇】李德仁④

三、不忘初心，科技报国

20世纪80年代，国内科研条件还比较落后，生活水平、工资待遇等更是无法与欧美相比。但是大批海外学子心怀报国之志，不为奢华的物质生活和先进的实验设备所羁绊，学成即刻归国，投身到轰轰烈烈的现代化建设中，做出一项又一项科研成果。在德国完成博士论文后，李德仁院士谢绝导师的热情挽留，立刻回到祖国，回到武汉测绘科技大学。忆及当时的情形，李德仁院士说:

关于回国还是不回国，我的妻子朱宜萱在给我的回信中这样写道:“你已经45岁，老大不小了。几十年来，你一直在学习，一直在花国家的钱(当然也花了外国人的钱)，你还不如一头牛呢，到现在都没有挤出一点奶，现在到了该回国‘挤奶’的时候了。”是啊，学到了本事就要给国家作贡献，这是我那时候最真实的想法。早在留学初期写给留学生党支部的思想汇报中，我就表明了心声:“50年前，老一辈的革命家们旅欧学习，追求革命真理，是为了中国的政治革命。今天，我们赴欧进修，为的是我国以实现四化为目标的新技术革命。这场革命更伟大，更艰巨，更需要我们为此付出毕生的精力!”记得在波恩大学学习交流时，库普费尔教授和夫人都是虔诚的天主教徒，生活中都非常和善。他们见我只身一人来到国外，就让我每个礼拜天去他们家做客。有一次，库普费尔夫人问我，“我和库普费尔先生信仰圣母玛利亚，你们信仰什么?”我说，“我相信人民——中国人民、世界人民，我要为地球上的人活着，要为他们做我能做的工作”。尽管那时候有好几家德国研究机构想留我，但我毫不犹豫地回国了。

自1985年回国以来，执教30余年， 李德仁院土培养了200多位博士和100多位硕士。五次获得全国优秀博士学位论文指导老师奖。对于如何培养人才，如何提升团队科技创新能力，李德仁院士有独特的见解：

我的恩师王之卓先生和阿克曼教授两位大师对学生要求很严，都有一套指导学生的方法，这些对我有潜移默化的影响;我根据学科发展和学生情况因材施教，也有自己的特色。不管多忙，我都亲自上课，我和其他院士、教授联合讲授的专业基础课《测绘学概论》是武大最受学生欢迎的课之一，2007年入选国家精品课，2012年被列入国家精品视频公开课。我们院士坚持为本科生上课，已超过20个年头。

阿克曼教授曾经对我说，教授的第一任务是教学，第二任务是组织科研，第三任务才是自己动手搞科研。他说，好教授就是要给学生上课，要发现和鼓励学生。作为一个成功的教授，必须看清学科发展方向，研究制定好方向和路线，带动更多的同学科和跨学科行家特别是年轻人去攻关。这个观念可以说是我在德国留学的最大收获之一。现在国内很多教授还没有悟出这个道理，还只是满足于自己编软件、推公式，这样的教授难以做成大事业。中国由于漫长的封建社会、科举制度的影响，人们比较注重自己埋头用功，认为这样才是真正的科学家。但在西方，大家都有共识，当一个人成为教授、系主任、所长的时候，眼光就不能只放在学习钻研、推公式编软件上，必须看清学科的方向、国家的需要，确立一个又一个更大的项目让大家来做，把科研从个人劳动变成团队工作，这是非常重要的变革。我认为这时候动脑与动手都非常重要。

我成了航测系主任之后，积极组织教学、科研与学科建设。一次申请专项项目基金，遥感教研室各个小专项都来争取项目使得难以决策。经过思索酝酿，最后确立了走学科融合研究发展的路径:小专项不分先后并行发展，促成遥感专业水平整体提升。我牵头申请项目，把各个小专项列为子课题，申请了大课题，让多位遥感专业教师都有了科研经费。当大项目得到批准之后，开创了顾全大局和团队合作的新局面，所有问题迎刃而解。航测系逐步形成意气风发、锐意进取的良好风气，培养了一大批测绘精英和骨干，他们在教学、科研、高科技公司开发、各级管理机构和各条战线发挥着重要作用，为国家作出了重要贡献。“学无止境，科学研究就是不断创新，不断接力。”我们要带动更多的青年人加入到科研队伍中来，为14 亿中国人作贡献。

这些年来，我带领多学科专家启动了500亿元的国家重大专项“高分辨率对地观测系统”，发起了“天基信息基础设施”重大研究计划，现在仍在积极推动“通导遥一体空天信息实时智能服务系统(PNTRC)"，为军民用户提供定位、导航、授时、遥感和通信实时高精度服务。

武汉大学对地观测与导航技术创新团队，荣获2014年度国家科学技术进步奖创新团队奖。提及这些年的团队成果，李德仁院土如数家珍:

这个荣誉，是我们团队每个成员多年努力、攻坚克难的成果。我们团队注重学科融合团结协作。我和刘经南、龚健雅，一个做遥感，一个做导航，一个做地理信息系统，集成在一起，优势互补。我是国际摄影测量与遥感学会资深会士和荣誉会员( 最高荣誉，全球仅限10人);刘经南是国际GPS地球动力学服务组织协调成员，同时是中国卫星导航学术年会执行主席;龚健雅获国际摄影测量与遥感学会Dolezal成就奖;张良培入选IEEE会士……

我们牵头创建亚洲GIS协会和全球华人卫星导航学会;近十年，在我国累计主办重要国际学术会议40余次，200余人次在国际学术大会担任主席、共同主席、分会主席或作特邀报告，我们团队已成为国际测绘遥感领域最活跃的群体之一。

团队发起建成了诗琳通地球空间信息科学国际研究中心、武汉大学-Oracle空间数据库创新研究中心、武汉大学—荷兰代尔夫特理工大学地球空间信息科学联合研究中心等境外大学、机构合作成立了多个国际研究中心。武汉大学最近还和美国芝加哥大学等知名学校共同开展社会地理计算，将研究目标从对地观测推进到对人类活动的观测，以更好地回答人与自然的关系。

2008年，苏黎世联邦理工大学授予我“荣誉博士学位”时，该校校长在颁奖词中评价:武汉大学拥有当今世界地球空间信息领域最著名的研究团队。

2012年，国际地球空间信息科学大会将“地理空间信息科学全球领袖奖”授予武汉大学。在此之前，仅有欧美的两所国际知名大学获得过这个荣誉。

我们团队在对地观测与导航技术领域的国际引领作用，不仅使我们自身成为本领域世界公认的“最具影响力”研究群体，也助推武汉大学成为“世界测绘领城重要的国际化教育机构”，武汉大学测绘学科被誉为“世界三强”和“亚洲第一”。武汉大学遥感学科，最近八年连续被评为世界第一。

科技进步已经成为各国经济增长的主要推动力，成为国际经济竞争和综合国力较量的焦点。广大科技工作者不再一味扎进“故纸堆”里做研究，“两耳不闻窗外事”，而是切实将所学所研能服务于国防科技、经济建设作为自己的最高追求。李德仁院士和他的团队响应国家号召，积极行动起来，攻坚克难，不仅科研成果众多，而且真正地将理论成果转化为国家需要的产品，做到了与社会服务紧密结合。回忆起这些，李德仁院士说:

任何一个行业、任何一个专业，它的研究都要满足国家的需要。如果是基础科学，它要走在学科的前沿，要探索未知、要有发现、要有发明、要有原始的创新。但是，归根到底，所有的自主创新，无论是直接的还是间接的，最终都要拿来为人类的文明、人类的进步服务。这是科学研究的基本原则。

1992年中国遥感中心在北京召开会议，我们认为，我国的遥感事业要发展，就必须把GIS、RS、GPS一起抓住。有人提出用GRG来称呼这个 概念，但我认为应该用后面的3个S来称呼，因为，这是三个系统( system) 的集成。3S 指GIS ( geographic information system)是地理信息系统的简称; GPS ( global positioning system)是全球定位系统的简称; RS ( remote sensing) 是遥感技术的简称。GPS即全球定位系统，是在一个点的方式下测量点位和逐点导航，RS即遥感，包括摄影测量，是在一个面的方式下进行数据成像，而GIS即地理信息系统，是所有点方式和面方式成像结果在计算机里的存储、管理和应用。点方式精度高但效率低，面方式速度快但要依靠点方式作基础，所有最后的成果都沉淀到地理信息系统GIS。1994年我的论文《3S集成的理论与应用研究》发表在《遥感学报》上，此后，一项项创新成果相继诞生，这一思想得到国际上的认可和赞扬，中国奠定了成为世界航测遥感三大强国之一的地位。

按照3S集成的思想，我原来已经在航空测量飞机上将GPS和RS集成了，现在要做的是把最后一个S放进去。1994年，我花了2万元，买来一锅旧吉普，在车上装了GPS、惯导、电荷耦合器件CCD、电脑等，做成一部3S移动测量车。系统做成了，同学们开着测量车在校园里兜了一圈，车上的屏幕能准确显示校园地图和GPS点位，大家都很高兴。

3S集成理论与方法，突破了传感器位置姿态自动测定( POS集成)关键技术，打破美国封锁，实现我国率先研制出车载、舰载和机载移动测量系统，彻底变革了以人工测量为主体的传统测绘模式，实现了天空地一体信息化移动测量的历史跨越。这套系统运用到低空遥感测绘、车载移动测量、智能路面病害检测等生活、生产实践当中，减少了90%的野外测量工作量,提高了20~30倍的工作效率。在火车里装上“移动道路测量系统”，管理人员只需轻点鼠标就能监管千里之外的沿路设施。2007 年，我们团队凭借此套系统荣获国家科技进步奖二等奖。团队还先后参与了“青藏铁路”“北京数字奥运”等国家重点项目建设;建成了全国第一个影像城市网站;完成北京、重庆、济南、昆山、常州、武汉、南宁、南京等地的城市部件普查工作。

团队开发的GeoStar、GeoSurf 和GeoGlobe系列软件，为国家地理信息公共服务平台——“ 天地图”的构建打下决定性基础。天地图的诞生标志着，继美国之后，中国成为第二个能提供数字地球系统服务的国家。在当前建设智慧中国和智慧城市的新高潮中，我们研制的智能化GIS软件GeoSmart又应运而生。

在国际上首创测量误差处理与可区分性理论，解决了测量学中的百年难题;研制出遥感卫星精确定位处理系统，在核心元器件受限条件下，将我国光学卫星遥感影像直接定位精度从300多米提高到5米以内;利用我们的资源三号卫星数据，将无控制点全球立体测图精度提高到优于5米;研制出北斗及全球各类导航卫星精密定轨、定位及相应的服务系统，将定轨精度从5~10米提高到2~3厘米;攻克“龙计划”雷达遥感地表形变监测核心技术，精度达到毫米级国际领先水平.....

“到2020年，我国在轨运行的卫星数量已达到300 多颗。所以，我现在每天都在思考，怎么把天上的卫星用好。”我希望，能像互联网一样，把数以百计的卫星“联动”，实现卫星组网通信、实时处理和快速响应，通过通信、导航、遥感卫星的集成，实现一星多用、多星组网、多网融合、智能服务，把采集到的数据在天上处理好，能在一分钟之内将处理好的信息直接发到每个需要的人的手机中。

武汉大学对地观测与导航技术团队依托于测绘遥感信息工程国家重点实验室，但我们团队做的是应用科学，测绘遥感地理信息或者叫空天信息，是一门应用科学。应用科学，它更应当满足国家的需要，同时，还要走在学科的前沿。我们要从跟随走向引领。我们是第一个做低轨增强高轨卫星的，这就属于引领。我们做的世界上第一台高光谱激光雷达，就是把几何的激光雷达、几何信息跟高光谱遥感的信息集成在一个仪器上。近几年中国提出的通导遥一体化，世界上也没有，也要引领。我们做了一些工作，出了一些成绩，但是还不够，距离国家的需要实现空天信息快、准、灵从服务还有差距。所以，我们要不忘初心、牢记使命，矢志创新，理论成果一定要转化为国家和人民需要的产品。

我们研制的地理信息系统“ 吉奥之星”具有中国版权，在全国七大江河数据库建库工作中，一举击败美国ARC/INFO软件，成为全国测绘系统数据库生产的主要软件，打破了国外GIS软件“一统天下”的局面，先后获得三次国家科技进步奖二等奖。这之后，我们研制成功的高性能、高清晰度的可视电话系列产品达到国际先进水平。

1998年， 长江中下游遭遇特大洪水，我们团队利用世界一流对地观测技术，对洪水进行观测。在灾情最为严重的那个月里，我们们每天都要向洪水监控指挥部送去更新的数据。

2008年汶川大地震发生后，我们第一时间成立“地震遥感信息收集与灾情评估项目组”及时发现问题，提出方案，与国务院抗震救灾专家组沟通协商解决难题。 2008 年5月31日成都军区某陆航团一架米——171运输直升机，在执行任务返航途中，突遇气候变化在映秀失事。因当地山高、林密、坡陡、谷深，塌方不断，搜救非常困难。教灾部队出动1.7万人全力搜寻，但3天之后后依然无果。我力主将价值2000多万元的激光扫描传感器装上遥感飞机，对可能存在失事直升机的80平方公里范围扫描，锁定了米-171失事直升机的高度怀疑区，大约在汶川县漩口镇东北方向峡谷区4.5～5平方公里区域内，由原来的80平方公里缩至5平方公里，再用进口机载数字成像系统拍摄该区域，最终获得高精度分辨率的三维图像，对准确判断失事地域发挥了重要作用，为直升机的搜寻提供了极大的帮助。我们还对唐家山堰塞湖进行三维地形扫描，获得该湖最精细三维实景图像，如实反映了堰塞湖上游至绵阳市整个流域的三维地形，完整再现了2.4亿立方米的“悬湖”之险。为解除堰塞湖危机提供了宝贵的资料、赢取了时间。

2008年，我们用世界先进的测绘遥感技术，从北京奥运会申办、场馆建设到奥运会举办，全方位提供“贴身服务”。为防止奥运会申办成功后有人在已圈定的奥运用地上违法“种房”索要拆迁补偿，我们和参加项目的测绘遥感专家一起建立了北京市违章建筑卫星监控系统，每一至三个月获取一次北京实时卫星图像，用我们自己研制的软件自动查找违章建筑。武汉大学的移动测量汽车在奥运场馆建设中起到了“监理”作用。移动测量汽车装有10个高清数码摄像头、罗盘及GPS,可对房屋、街道等进行随时拍摄，，细小到3厘米的东西都能够在数码照片上反映得清清楚楚。我们把奥运会场馆所有的交通、遥感电子地图都做好，这些电子地图可以帮助观众顺利地找到运动场、体育馆，以至于找到应从哪个门进去。基于RS和GPS的安全保卫电子信息系统在奥运会期间起到“天眼”的作用，各个场馆的动态，“天眼”都能一目了然，这个系统为奥运会树立了一道安全屏障。

随着人工智能深度学习技术的发展，我们的移动测量车和无人机系统，正在实现向智能驾驶和测量机器人方向发展，成果已在国家电网的线路巡查和电网工地推广使用。为东风公司研制的农用自动驾驶车可在夜间自动进行农田作业，如施肥、喷药。卫星遥感已成为精准农业的好帮手。近三年，为实现天空地一体化的时空智能，指挥立得公司用卫星、无人机和机器人为全国林草资源、国家公园、粮食粮仓自动管理和智能管理，取得突破成效。

我国传统文化的瑰宝——敦煌文化艺术是不可再生的， 可是自然因素、人为因素在时刻威胁着它的安全。我们团队运用测绘遥感新技术，致力于将莫高窟外形、洞内雕塑等全部文化遗迹，以毫米级精度虚拟在电脑里， 使游客不进入洞窟现场就能欣赏精美的壁画、彩塑。我们的“数字敦煌”工程包括虚拟现实、增强现实和交互现实3个部分，集文化遗产保护、文化教育、文化旅游于一体，数字模型还可为文物考古、历史研究提供重要参考。

在抗击新冠疫情的关键时期，武汉大学地球空间信息团队联合中国电子科技集团吴曼青院士团队，及时对疫情发展、防控措施等进行综合分析和科学研判，向国家提出基于时空位置大数据开展公众疫情防控服务的建议:面对春节返程高峰、疫情重点管控区封城、大量商企停工等紧迫局势，地方乃至全国的经济发展将受到严重影响，急需发挥手机大数据的价值，以科学手段区分隔离、重点跟踪和无风险对象，为恢复社会秩序正常运转作贡献。在疫情得到基本控制的时候，国家对复工复产极为重视。团队还利用夜光遥感技术评估我国疫情期间的复工复产进展，发展了针对新冠疫情的夜光遥感数据挖掘方法，形成《夜间灯光遥感监测显示我国沿海三大城市群复工复产稳步提高》研究报告，为党和政府科学应对疫情提供重要科学支撑。