央視新聞頻道特別節(jié)目《吾家吾國》獨家專訪立得空間首席科學(xué)家,中國科學(xué)院院士、中國工程院院士李德仁。李德仁院士引領(lǐng)了我國傳統(tǒng)測繪到信息化測繪遙感的根本性變革。立得空間也在李德仁院士與創(chuàng)始人郭晟的帶領(lǐng)下,成為我國移動測量系統(tǒng)的發(fā)明人與世界領(lǐng)先企業(yè),獲得國內(nèi)外眾多知名企業(yè)的高度評價與戰(zhàn)略合作。
接下來讓我們通過《吾家吾國》節(jié)目,一起領(lǐng)略李德仁院士一生投身科研、為國奉獻(xiàn)的家國情懷。
圖為李院士接受專訪期間,立得空間在武漢大學(xué)的產(chǎn)品展示,從左至右分別為頭戴式移動測量系統(tǒng)、手持式移動測量系統(tǒng)、巡檢機(jī)器人。
在武漢大學(xué)測繪遙感國家重點實驗室里,李德仁院士向央視主持人王寧及在場師生娓娓講述“東方慧眼”項目進(jìn)展情況。李德仁院士指出,東方慧眼,就是由中國人發(fā)到天上去的智慧的眼睛?!皷|方慧眼”的基礎(chǔ)是于2023年發(fā)射的“珞珈三號衛(wèi)星01星”,而這樣的衛(wèi)星如果有兩百顆,將來五分鐘之內(nèi)就可獲取到遙感信息,如果有三百顆,時間則可以縮短至三分鐘。按照李德仁院士的計劃,到2030年,整個星座在軌200多顆衛(wèi)星,實現(xiàn)通信、導(dǎo)航、遙感一體化,天地網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。
作為“東方慧眼”項目的先遣隊,“珞珈三號衛(wèi)星01星”是全球首顆互聯(lián)網(wǎng)智能遙感衛(wèi)星。與珞珈三號衛(wèi)星一樣,珞珈一號衛(wèi)星、珞珈二號衛(wèi)星同屬于科學(xué)實驗星,在2023年夏季河北省防汛救災(zāi)中,通過珞珈二號衛(wèi)星拍攝的雷達(dá)圖像,水利部門發(fā)現(xiàn)了決堤的隱患,6000多名群眾因此得到了安全轉(zhuǎn)移。這就體現(xiàn)了雷達(dá)遙感的優(yōu)勢——全天時、全天候做到工程級應(yīng)用。
“我這50年,我這一生的工作,就是讓測繪這一過程實現(xiàn)數(shù)字化、智能化、自動化、實時化?!?/strong>李德仁院士常用不停歇地思考、不停歇地創(chuàng)新來形容自己走過的歷程,從跋山涉水扛著機(jī)器測量,到航空遙感再到衛(wèi)星遙感,測繪遙感學(xué)科領(lǐng)域隨著技術(shù)的迭代在迅速地變化。
1957年,18歲的李德仁中學(xué)畢業(yè),從江蘇考到湖北,原本報考數(shù)學(xué)力系、打算研究火箭的他,意外被剛成立一年的武漢測繪制圖學(xué)院錄取,專業(yè)是航空攝影測量。
當(dāng)時怎么讓您終于不遺憾這事了?
我們的校長夏堅白院士,就在校長辦公室的二樓陽臺上跟我們講話,說測繪很重要,要了解地球上的自然活動和人類活動,首先就要有地圖。
武漢大學(xué)測繪實驗室進(jìn)門處立有李德仁恩師王之卓的塑像,王之卓與夏堅白、陳永齡三人被譽為中國測量的創(chuàng)始人,三人將大地測量、天文測量、攝影測量全面抓起來了,改善了當(dāng)時中國測量落后的局面。
李德仁院士現(xiàn)在仍然清晰地記得自己與恩師王之卓的相識,讀書期間,他發(fā)現(xiàn)了蘇聯(lián)教科書上的幾處錯誤,于是寫了三篇學(xué)術(shù)文章進(jìn)行闡釋,并托同學(xué)轉(zhuǎn)給王之卓。讓李德仁意外的是,當(dāng)時作為系主任的王之卓竟邀請他到家中討論,兩人一直就李德仁所撰寫的三篇文章討論至夜深。
1978年,國家恢復(fù)研究生招生考試,39歲的李德仁如愿考上王之卓的研究生。三年后,李德仁院士以全優(yōu)的成績獲得了碩士學(xué)位,站在中國測繪學(xué)界的前沿。
1982年,李德仁院士獲得赴聯(lián)邦德國學(xué)習(xí)交流的機(jī)會,在王之卓的推薦下,他師從國際著名的攝影測量和遙感學(xué)家阿克曼教授。當(dāng)時,阿克曼給了他一個航空測量領(lǐng)域極具挑戰(zhàn)的難題。
當(dāng)時過去之后您的任務(wù)是什么?
當(dāng)時因為我們這個航空測量、遙感數(shù)據(jù)越來越大,我就發(fā)現(xiàn)了數(shù)據(jù)里面有系統(tǒng)誤差。當(dāng)時阿克曼給我的題目就是,找一個理論能同時區(qū)分偶然誤差、系統(tǒng)誤差和粗差。
誤差的問題,是當(dāng)時的世界性難題。作為訪問學(xué)者,李德仁院士在德國的時間只有兩年多,不過導(dǎo)師阿克曼對他寄予厚望,李德仁使用三個IBM大計算機(jī)終端,利用計算機(jī)批處理的方法加快計算速度,“我們耽誤了10年,所以必須抓緊補,補知識、補理論、補時間”,李德仁院士受到這種責(zé)任感的驅(qū)使,最終僅用一年零四個月就用德文完成了博士論文,當(dāng)時他的答辯成績是德國斯圖加特大學(xué)歷史最高分,同時也解決了區(qū)分誤差這一世界性難題。
研究區(qū)分粗差和系統(tǒng)誤差的問題,需要很高的理論水平。李德仁完全具有現(xiàn)代化國際化研究水準(zhǔn),我希望他可以用他的知識在推動你們國家的攝影測量學(xué)方面發(fā)揮作用。
從德國畢業(yè)時,包括斯圖加特大學(xué)在內(nèi)的國外多家研究機(jī)構(gòu)向李德仁伸出了橄欖枝,面對邀約,他沒有動心。妻子朱宜萱在給他的信中寫道,“你是一頭牛,吃國家的草,一直到了45歲,你怎么不為國家、為人民產(chǎn)點奶?你現(xiàn)在應(yīng)當(dāng)回來擠奶了,這是你應(yīng)做貢獻(xiàn)的時候?!倍缃瘢畹氯试菏吭诓稍L中也說道,“我們認(rèn)為學(xué)到真本事,有了真本事,你只有回來,給國家做工作。要提高中國的水平,這是我們的責(zé)任?!?/span>
1985年李德仁院士回國之后,他接到一個艱巨的測繪任務(wù),那就是為中國和某鄰國的邊界測圖。
當(dāng)時的工作要先解決什么樣的問題?
盡量減少野外的工作量,野外工作很辛苦。后來我就說那把GPS放到飛機(jī)上去,就可以測定照相機(jī)攝影中心的位置。同時還要把慣性導(dǎo)航放到飛機(jī)上,陀螺儀是測姿態(tài)的,慣性導(dǎo)航信號時連續(xù)的,所以慣性導(dǎo)航跟GPS的集成,這個技術(shù)叫作POS技術(shù),美國人是保密的,我們回來把這個問題解決了。解決這個核心問題,飛機(jī)上就能確定地面的目標(biāo),我們畫地圖就能滿足1:500(比例尺)的要求。
GPS空中三角測量技術(shù)最大的難點在于飛機(jī)高動態(tài)照相時很難保證GPS不丟失信號,為此,李德仁帶領(lǐng)團(tuán)隊展開技術(shù)攻關(guān),這是中國人第一次通過機(jī)載GPS系統(tǒng),減少人工野外測量的工作,追近了國際航空測量的先進(jìn)水平。
2008年,汶川地震將唐家山掀削去了一半,形成蓄水近3億立方的懸湖,堰塞湖一旦潰決,將會危及下游城市,后果不堪設(shè)想。在這樣的背景之下,李德仁團(tuán)隊主動請纓,提出運用航空遙感獲得堰塞湖的詳細(xì)數(shù)據(jù),最終李德仁院士帶領(lǐng)團(tuán)隊完成了唐家山堰塞湖最精細(xì)的三維數(shù)字高程模型,并呈報給了抗震救災(zāi)指揮部,這為正確處置唐家山險情提供了科學(xué)依據(jù)。
圖為立得空間移動測量車奔赴汶川地震災(zāi)害現(xiàn)場圖
圖為2008年北川某處三維模型效果圖
但是,抗震救災(zāi)時遙感衛(wèi)星的缺失,成為李德仁心中難以撫平的傷痛。
當(dāng)時汶川地震中您最大的遺憾是什么?
大家搞不清楚汶川地震的震中在哪,如果那個時候有0.5米(分辨率)的遙感衛(wèi)星就可以在汶川上空掃描一下,就能把倒的房子找到了。
那個時候中國的遙感衛(wèi)星是一個什么狀況?
中國只有3米到5米分辨率的遙感衛(wèi)星,而且數(shù)量很少。我在全世界找朋友要衛(wèi)星數(shù)據(jù),意大利人第三天給我送的數(shù)據(jù)。
那三天里您是一個什么樣的心態(tài)?
內(nèi)疚,我們做了一輩子的遙感,卻不能滿足抗震救災(zāi)的要求,讓我感覺到內(nèi)疚。
2008年美國已經(jīng)擁有在軌衛(wèi)星超過400顆,中國只有20多顆。世界上不少發(fā)達(dá)國家已經(jīng)有了自己的高分辨率對地觀測衛(wèi)星系統(tǒng),而中國則苦苦追趕。
遙感在中國不斷進(jìn)步的過程當(dāng)中,您認(rèn)為當(dāng)時遇到的最大的技術(shù)障礙是什么?
美國1972年搞資源衛(wèi)星,我們1999年才搞,差了27年,所以我們起步晚。當(dāng)時中國的遙感有這么一個基本特點,因為我們元器件基本上還要進(jìn)口,但進(jìn)口的質(zhì)量一般都是二等品三等品。所以我們提出口號,硬件不足軟件補,器件的毛病,通過計算機(jī)的理論和算法、人工智能的方法給它補上。
落實到遙感專家的歷史使命上,是在哪一個時刻您覺得您的使命感是最強(qiáng)烈的?
我認(rèn)為是從我回國以后,我了解中國跟外國的差距的時候,我就認(rèn)為我們要用最短的時間去追趕、去趕超,這個責(zé)任一直沒有停,一直沒有斷,有機(jī)會就向國家提建議,而且國家也采納我們的意見。
隨著“高分專項”的實施,比西方國家晚了進(jìn)30年的中國遙感衛(wèi)星研究,實現(xiàn)了從“有”到“好”的跨越式發(fā)展,衛(wèi)星分辨率提高到民用0.5米,遙感信息服務(wù)時間從數(shù)小時縮短至八分鐘,追上了世界先進(jìn)水平。如今李德仁院士雖已年過八旬,但仍重任在肩,工作忙碌。國內(nèi)國外出差,一年200次。節(jié)目最后,他為記者王寧簽名道,“成功在于堅持不懈的努力!”
立得空間CEO郭晟在觀看完專訪之后說,“立得空間首席科學(xué)家、兩院院士李德仁,不僅在學(xué)術(shù)上,在為人師表方面也是我輩楷模。他皓首窮經(jīng),不懈拓新,終身奮斗的精神將激勵立得人繼續(xù)奮發(fā)向前!”