今天,年12月31日,李德仁院士迎来了80岁寿辰。在此,GIS圈向李德仁院士致以崇高的敬意与衷心的祝福!祝李德仁院士福如东海,寿比南山!
采访:南人、GIS菌撰文:GIS菌
编辑:GIS菌
*本文图片除标注外,均由GIS圈拍摄本文约字,阅读约需12分钟
引子
我清楚地记得,十一年前,即年的12月28日下午,李德仁院士学术思想研讨会暨70华诞庆典在汉举行,我也在现场,当时我还为李院士做了一本专刊《真实李德仁》,详细记述了李院士的经历和成就。
为出这本专刊,我和早年的小编采访了他整整十个小时(分两次各五个小时),写出一篇长文《李德仁是怎么炼成的——双院士小传》(可见“阅读原文”),这是网上能查到的关于李院士最为详实、全面的采访了,除此外还派人到李院士的旧居、母校去实地采访,也记述了许多业界名人、其学生对他的评价,算是一次全方位的报道,成为了当时大会的一个小亮点。
一晃十年过去了,李院士也迈入八十高龄,在去年12月30日他弟子们自费举办的生日会上,我也有幸见证了这一重要时刻,并代表公司赠送了另一位书画家、与他同名同姓的李德仁教授写的对联,还发了一篇推文《我对李德仁院士的“三个惊叹”!》。
而就在上个月的15日,武大和桂林理工大学联合举办的国际摄影测量与遥感大数据研讨会上,大会又为李院士及四位高龄国外知名专家举行了一场庆生仪式,以表达对他们的敬仰。
我一直在想,对于一位如此有成就、有影响力的世界级科学家,有必要也有责任续写他勇攀科学高峰的的事迹,呈献给业界、呈献给社会,既为我们行业自豪,也为后人树立榜样。
于是就有了最近的一次采访,目的是梳理李院士70后的主要成就。
南人
年12月1日
年大概注定是不平凡的一年。神州七号、北京奥运、南方雪灾……还有汶川大地震。
“5月12日消息,据中国国家地震台网测定,北京时间年5月12日14时28分,在四川汶川县(北纬31.0度,东经.4度)发生8.0级地震”。年5月12日下午,一则地震消息就这样猝不及防地闯进了国人的视野,紧接着,电视台、报纸、网络论坛......开始了铺天盖地的报道和讨论。转眼间,这场灾难已经过去了十一年,但每当提起“5·12汶川地震”,仍是无数国人心头的痛。同样的,这也是当年以科技力量参与了抗震救灾,被称为“遥感测绘第一人”的李德仁院士心中无法磨灭的痛。但也正是因为这一份疼痛,唤起了李德仁院士的“卫星组网梦”。近日,南人代表GIS圈对李德仁院士进行了一次独家专访,与他回顾了过去十年间的故事。而这一切,正要从汶川地震讲起。采访进行中的李德仁院士与南人一切的一切始于责任
对于地震救援来说,了解震中以及重灾区的位置情况至关重要,这就需要借助遥感技术来实现。对于十一年前的中国来说,这并不是一件容易的事,再加上震后的四川暴雨不断,使灾区遥感数据的及时获取难上加难。而这件“难事”,却又偏偏是头等重要的事。
年5月14日,李德仁院士所在的测绘遥感信息工程国家重点实验室召开全体教职工大会,部署抗震救灾相关工作,并成立了“5.12地震遥感信息收集与灾情评估项目组”,李德仁院士亲自担任项目组顾问。这一切并不仅是纸上谈兵,马上,李德仁院士和他的学生带着两套设备奔赴灾区前线,以获取灾区的高分辨率航空影像。
但此时,距离地震发生也已经过去了两天。
“地震发生后,大家最关心的是重灾区在哪里?解放军到底要去哪里救人?但我们当时,第一时间是搞不清楚的”,李德仁院士回忆道,更谈起当年前往灾区现场后,得知的一个让他至今难忘的故事。
“前往灾区后听到一个故事,当时北川镇的老百姓把解放军‘堵’在家门口,请求解放军进入北川进行救援,但是解放军接到的指示可是要前往汶川救灾,军令如山,即使不忍心也只好先继续前往汶川,但当到的时候才发现,汶川的房屋倒塌情况并不如北川严重,之后我们才意识到,这次地震的震中并不是汶川,要说震中、伤亡人数最多的地方,其实是北川和映秀。”
“这,是我们做遥感的人的失责啊,是我们的责任不到家”,这个故事让李德仁院士真切地感受到在地震灾害面前,遥感数据及时获取的重要性。“生命救援的最佳时间是72小时,但我们没有及时获取到灾区卫星图像、快速地告诉救援队伍震中在哪儿。”
面对生命救援的黄金72小时,如果不知道该往哪里去,救援队伍只能不断用体力与时间赛跑。
不过当李德仁院士回看这次科技救灾的过程,也不全然是遗憾。
“你们看这个堰塞湖的照片就是我们拍的!精度很高,这个精度解了当时温总理的‘难’”,李德仁院士指着实验室墙上的一幅图片稍显激动地说到。
李德仁院士所说的“难”指的是汶川地震后在灾区出现的另一个“大问题”。
年5月14日晚,中科院遥感所通过解译北川县8米分辨率光学影像,发现北川县发生大面积滑坡和泥石流,形成了堰塞湖,可能会对下游地区产生洪水和泥石流次生灾害,该信息按照国务院意见紧急报送至水利部和国土资源部。
随后,李德仁院士接到国务院抗震救灾专家组副组长、中国科学院院士、中国水利水电科学研究院陈祖煜急电,急切地咨询如何利用遥感技术帮助四川灾区更好地处置堰塞湖问题。
了解灾区堰塞湖的严峻形势后,李德仁院士立刻与陈祖煜院士在武汉机场会议室共同组织讨论了如何通过机载激光雷达技术和堰塞湖水位自动监测技术尽快掌握灾区的地形、水位等最新数据的方案。
“温总理当时很着急要到前线了解情况,我们就赶紧用激光雷达扫了它(堰塞湖)的地形起伏,计算了地形和水量,又用遥感拍了照片,把这两个‘融合’到一起,就做出了一个真实的,和现场一样的三维数字成果,送到了温总理手上,并根据这个数据做了‘明流排水’的决定,没有牺牲一个人。”
没有人员的伤亡固然值得庆幸,但汶川地震救援的这段经历让李德仁院士看到了我国遥感领域的硬伤——“我们的测绘遥感服务还没有做到‘实时性’”。
从“遥感测绘”的李德仁到“中国”的李德仁
在经历汶川地震前,李德仁院士一直专注于研究测绘遥感的行业问题,也顺利地攀登了一个又一个学术高峰。早在二十二年前,年,李德仁院士就发表了论文“论RS,GPS与GIS集成的定义、理论与关键技术”,李德仁院士在论文末尾写道:“‘3S’集成具有重大意义,也具有相当难度,集成方式多种多样,宜从简单到复杂,从低成本到高成本,关键在于要找到它的应用市场。应当肯定地说,‘3S’技术集成大有作为!”
于是,从20世纪90年代后期开始,李德仁院士便致力于研究以“3S集成及其应用”为代表的空间信息科学以及多媒体通信技术等行业问题。年,由李德仁院士主持的项目“基于3S集成技术的LD系列移动道路测量系统及其应用”获年度国家科技进步二等奖。
但攀登科学高峰的道路是没有尽头的。
汶川地震的救援经验让李德仁院士意识到了“3S集成”的不足。“我们原来做了‘3S集成’,但这次我就发现‘3S集成’还不够,3S系统集成提高了集成的能力,但还是没有实时性,我们测绘遥感服务要是没有实时性,那就是做的还不够。”
他直接指出了缺乏“实时性”的关键原因——我国的卫星太少。“要想解决‘实时性’,就要解决天上的卫星——卫星要多!要与通信卫星组网!”自此,李德仁院士开启了中国的“卫星组网梦”,而这也可以说是李德仁院士于近年提出的“通导遥一体化空天信息实时智能服务系统(PNTRC)”设想的雏形。
回想起来,李德仁院士表示,“正是由于汶川的经验,我才坚定地认为各类卫星要组网。导航提供了位置,遥感提供了信息,而这些信息要送到需要的人手上(则需要通信),所以后来我就提出了‘通导遥一体化’,要把3S集成发展成通导遥一体天基组网”。
简单来说,就是要将原本已有的,各司其职、各成体系的通信卫星、导航卫星、遥感卫星与其他空间平台进行组网,实现卫星组网通信、实时处理和快速响应,这样一来收集到的信息在天上就能处理好,进而直接把结果发到需要的人手上。
这样当灾害发生时,才可以用最快的速度,实时地将灾区信息反馈到一线、反馈给国家,大大提高救灾的效率,才算是尽到了测绘遥感人科技救灾的最大责任。
不过,对于当时卫星数量极少的中国,各个功能的卫星如何实现组网与应用也许还是后话,最急迫的是,我们要先把卫星的精度和数量提上来。
“当时我们向国家提了建议,要把中国的卫星分辨率从原来的5米、10米,提高到0.1米,这个建议中央领导接受了,于是成立了高分专项”,李德仁院士回忆道。“高分专项”即高分辨率对地观测系统重大专项工程,是我国部署的16个重大专项之一。
年,李德仁院士等向国家提出了“高分专项”建议,并在年成立了专家组进行策划工作。年,高分辨对地观测系统重大专项被列入《国家中长期科学与技术发展规划纲要(-年)》。年,实施方案经领导小组会议审议通过。年5月经国务院常务会审议批准,高分专项全面启动实施。
年4月26日,高分一号卫星作为高分专项的首发星,由长征二号丁运载火箭在酒泉卫星发射基地成功发射入轨。
“高分专项规划了14颗卫星,包括光学的、雷达的、红外的、多光谱的、高光谱的,其中高分11号已经达到了0.1米,卫星的敏捷程度也提高了,从过去的几分钟,到现在变成小于一分钟对目标多次成像,雷达的高分辨率则提高到0.3米,光谱分辨率从原来四个多光谱提高现在多个高光谱”,谈起高分专项,李德仁院士如数家珍地介绍起高分系列卫星,包括采访当时还未发射的“高分七号”,“测绘还有一颗0.7米,能实现1:(比例尺卫星立体测图)的测绘卫星没上天”。
说到这,李德仁院士骄傲地表示,“高分专项的实施,让我国实现了从原来外国不愿意卖卫星影像给我们,到自力更生(的转变),从以前我们的卫星数据有85%依赖国外,发展到现在85%自力更生,而且我们的卫星系统也开始向外国出口,支持亚非拉、一带一路”。
从卫星数据85%依赖国外进口,到实现85%的自给率,再到向其他国家出口,我国的测绘遥感科技,就这样一步步从落后,走到了世界前列。
珞珈一号01号卫星模型(左)与资源三号卫星模型(右)关于卫星,李德仁院士在过去十年间还有两件让中国实现“从无到有”的“大事”不得不提。
第一件事就是让中国有了自己的测绘卫星——资源三号。年1月,李德仁院士与陈俊勇院士、高俊院士三人向时任国务院副总理曾培炎汇报我国的测绘重大项目筹划工作。李德仁院士回忆,“当时要求我们轮流每人讲10分钟,我的任务是建议发射我国的测绘卫星,我讲了9分半钟,把测绘卫星要到了,也就是资源三号卫星”。
年1月9日,资源三号卫星在太原卫星发射中心由“长征四号乙”运载火箭成功发射升空。我国也终于有了第一颗自主的民用高分辨率立体测绘卫星,能够无需地面控制点制作全球1:地形图。
另一件事,就是带领武汉大学团队与相关机构共同研制了全球首颗专业夜光遥感卫星——珞珈一号。年10月,李德仁院士等向国家提出建议,认为国家可考虑允许民营资本进入航天,允许民营资本发射卫星。他认为,“商业化卫星是满足竞争国际市场的必要手段,商业化卫星更能提升中国的航天质量”。
随后在年11月,国务院首个支持商业航天发展的政策《国务院关于创新重点领域投融资机制鼓励社会投资的指导意见》出台,意见中明确鼓励民间资本进入卫星研制、发射、运营等整个产业链。在政策背景的支持下,年6月,“珞珈一号”科学试验卫星项目通过需求分析和卫星可行性论证;年6月,“珞珈一号”01星成功发射升空。
珞珈一号01星模型随着学科的不断发展与“珞珈一号”01星的发射,李德仁院士认为遥感已进入到对人、对社会观测的新阶段。“夜光遥感记录着人类活动的轨迹,通过夜光遥感,我们从对地观测,变成对人观测,对社会观测。根据夜光可以发现城市的扩张或收缩,发现城市是如何发展的,感知人类活动,还可以以此算出GDP,算出碳排放、电能消耗、贫困指数等等等等。”
不难发现,这个时期的李德仁院士早已将研究与应用的视野从行业,放眼到了更高一级的国家层面。此外,李德仁院士更不乏将目光看向国际。
年,李德仁院士和李熙博士在《国际遥感杂志》上,以封面论文形式联合署名发表了研究成果——《夜间灯光遥感影像能否评估叙利亚危机》。研究表明“夜光的减少量和难民数量有较高的相关性。夜光减少量大的地方,难民数量急剧上升”,并做出了科学的量化评估。该项研究成果被联合国安理会使用并在国际上引起广泛