国家最高科学技术奖 | 李德仁:离开地球看地球,他在苍穹之上擦亮“东方慧眼”

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图说:中国科学院院士、中国工程院院士李德仁 来源/东方IC(下同)
中国科学院院士、中国工程院院士李德仁是国际著名的摄影测量与遥感学家,尽管已85岁高龄,依然活跃在科研一线。
大家都知道,院士是我国科学领域最高学术称号,成功当选的无一不是领域翘楚。同时获得两院认可、获得“双院士”殊荣的,武汉大学李德仁教授便是其中一位。
他引领了我国传统测绘到信息化测绘遥感的根本性变革,推动了我国由遥感大国向遥感强国的跨越式发展,面对对地观测领域的“卡脖子”难题,他加速追赶国际先进水平……今天,李德仁院士接过了沉甸甸的2023年度国家最高科学技术奖证书。
“我这一生的工作,就是让测绘这一过程实现数字化、智能化、自动化、实时化。”李德仁感慨。
解决测量学百年难题
1939年,李德仁出生于江苏泰县的书香门第,自小成绩优异。高中时,受在课外兴趣小组得到的测量学启蒙,高考填报的12个志愿中,第八志愿便是航测与制图。
结果,原本报考数学力学系、打算研究火箭的他,意外被刚成立一年的武汉测绘制图学院录取,专业是航空摄影测量。
新中国成立初期,大规模经济建设和国防建设急需地图资料,发展测绘技术迫在眉睫。在学校里,他勤学好问、敢于质疑,给老师出的试卷、苏联专家编的教科书挑错,正因如此,引起了“中国摄影测量与遥感学科之父”王之卓的注意。
1978年,国家恢复研究生招生考试,39岁的李德仁如愿考上王之卓的研究生。三年后,李德仁院士以全优的成绩获得了硕士学位,站在中国测绘学界的前沿。
1982年,李德仁院士获得赴联邦德国学习交流的机会,在恩师的推荐下,他师从国际著名的摄影测量和遥感学家阿克曼教授。当时,阿克曼给了他一个航空测量领域极具挑战的难题——找到一个理论,能同时区分偶然误差、系统误差和粗差。
误差问题是当时的世界性难题,作为访问学者,李德仁在德国的时间只有两年多。他每天工作十几个小时,常在凌晨最后一个锁门,又在清晨第一个打开实验室大门,最终仅用一年零四个月的时间,就用德语完成了博士论文。而他的博士论文,解决了世界测量学上的百年难题——中国李德仁的名字在整个国际航测界回荡。
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追上世界先进水平
“爱我中华”,这是李德仁的曾祖父留下的家训首句。
从德国毕业时,包括斯图加特大学在内的国外多家研究机构向李德仁伸出了橄榄枝,面对邀约,李德仁毅然选择回国,投入到祖国的建设中。
妻子朱宜萱在当时给他的信中写道:“你是一头牛,吃国家的草,一直到了45岁,你怎么不为国家为人民产点奶?你现在应当回来挤奶了,这是你做贡献的时候。”
回国后,李德仁加快了研究步伐,在他看来“有跨越才有创新,仅仅跟在人家后面做重复的研究,便总在后面”。面对世纪之交我国卫星、航空、地面系统等多方面存在差距的现状,李德仁提出:“中国要有自己的高分辨率卫星,要有自己的测绘卫星。”
据统计,2008年时,美国已经拥有在轨卫星超过400颗,中国只有20多颗。世界上不少发达国家已经有了自己的高分辨率对地观测卫星系统,而中国则苦苦追赶。
那时我国核心元器件依赖进口,只能买到次等品的硬件,但李德仁说:“用起来必须跟人家一样好,硬件不足软件补!器件的毛病通过计算机的理论和算法、人工智能的方法给它补上。”
2010年,我国高分辨率对地观测系统重大专项全面启动实施,李德仁担任项目副组长。随着“高分专项”的实施,比西方国家晚了近30年的中国遥感卫星研究,实现了从“有”到“好”的跨越式发展,卫星分辨率提高到民用0.5米,遥感信息服务时间从数小时缩短至八分钟,追上了世界先进水平。
“从我回国以后,了解中国跟外国的差距的时候,就认为我们要用最短的时间去追赶、去赶超,这个责任一直没有停,一直没有断。”李德仁表示。
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图说:由武汉大学牵头研制的“珞珈”系列卫星
从“玩微信”到“玩卫星”
针对卫星遥感存在的“成本高、效率低、不稳定、应用少”等问题,李德仁带领的团队把目光投向更远——“东方慧眼”智能遥感星座项目。
目前,由武汉大学牵头研制的“珞珈”系列卫星,已作为“先遣队”已经出发。“珞珈一号01星”“珞珈二号01星”和“珞珈三号01星”相继入轨,前往太空探路。
在2023年夏季河北省防汛救灾中,“珞珈二号”卫星就曾发挥重要作用,当时通过“珞珈二号”卫星获取河北受灾地区上空的雷达图像,观测到一处堤防决口,发布预警当天帮助6000余人安全转移,消除了安全隐患。“这就是雷达遥感的一个优势,全天时,全天候,可以做到工程级的应用。”
按照李德仁的计划,到2030年,整个星座在轨200多颗卫星,搭建起一张集定位、导航、通信、应急、搜救于一体的“太空网”,从“玩微信”到“玩卫星”,让每个人都可以用手机调用头顶的卫星,3至5分钟就能看到想看的地球图片或视频。
在武汉大学测绘学科师生眼里,李德仁有口皆碑:他站得高、看得远,是一位战略型科学家。2022年,在第24届国际摄影测量与遥感大会上,李德仁获颁国际摄影测量与遥感领域最具影响力的奖项之一——布洛克金奖,成为我国获此殊荣的第一人。
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培养博士超过200名
在武汉大学,《测绘学概论》被誉为“最奢侈基础课”——课程开设以来陆续有六位院士登台讲授。
卫星导航定位、摄影测量与遥感、地理信息系统……这些让文科生一筹莫展,本专业大学生解释起来却又讳莫如深的专业术语,在李德仁的讲授下,却像听故事充满了趣味。
大学生们说,李德仁教授最会“卖关子”,调动学生情绪,启发创新思维:把摄像机放到飞机上进行测量,会出现什么问题?如果放到卫星上呢?见课堂氛围活跃起来,李德仁顺势引入讲课重点,“学问就藏在我们今天的讲授里,请看摄影测量……”
他一生都在马不停蹄地推动摄影测量、遥感学科发展——不仅推动本学科的终身发展,也与其他学科的交叉发展。他说:“有的人喜欢钻一点,钻得很精,而我喜欢看得全一点、远一点,坚持理论与实践结合,抓多学科交叉融合。”
如今,李德仁培养的博士生已超200名,更是连续20多年坚持给大一新生讲授专业基础课。他常常把学生带到科研一线“拉练”,把最难的问题交给学生,鼓励学生发现问题、解决问题,不断思考、大胆创新。
他还时常教导学生,科学道路上不能取巧,必须脚踏实地,一步一个脚印,“要有理论有实践,先把理论学好,再继续开展攻关,推广实践,这是老一辈传承下来的”。
“一个人要用自己的本领为国家多做事。把自己的兴趣、长处和国家的需求结合在一起,正是我所追求的。”李德仁说。
新民晚报记者 郜阳 整理