王菲 科技日?qǐng)?bào)記者 吳純新
2023年度國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)6月24日在京揭曉,李德仁院士、薛其坤院士獲得中國(guó)科技界崇高榮譽(yù)。
李德仁,中國(guó)科學(xué)院院士,中國(guó)工程院院士,武漢大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師,國(guó)際著名測(cè)繪遙感學(xué)家?,F(xiàn)任武漢大學(xué)測(cè)繪遙感信息工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)委員會(huì)名譽(yù)主任,地球空間信息技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心主任。
聯(lián)合國(guó)一項(xiàng)統(tǒng)計(jì)顯示,80%以上的人類(lèi)活動(dòng)都要和時(shí)空發(fā)生關(guān)聯(lián)。李德仁說(shuō),地球空間信息研究者就是要為人們提供與位置有關(guān)的信息,即“4個(gè)right”服務(wù):在規(guī)定的時(shí)間(right time)將所需位置(right place)上的正確數(shù)據(jù)、信息、知識(shí)(right data/information/knowledge)送到需要的人手上(right person)。這一切要求快速、準(zhǔn)確、靈巧。
在地球空間信息科學(xué)領(lǐng)域,遙感技術(shù)至關(guān)重要。作為人類(lèi)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵支撐手段和戰(zhàn)略需求,遙感技術(shù)在生物多樣性保護(hù)、防災(zāi)減災(zāi)、糧食安全與綠色農(nóng)業(yè)、城市發(fā)展、水資源管理等方面起到了不可替代的作用。
在近40年的科研時(shí)光里,李德仁致力于提升我國(guó)遙感對(duì)地觀測(cè)水平,持續(xù)開(kāi)展基礎(chǔ)理論研究和重大技術(shù)創(chuàng)新,倡導(dǎo)、推動(dòng)和建立了我國(guó)高精度高分辨率對(duì)地觀測(cè)體系,推動(dòng)了我國(guó)測(cè)繪遙感的跨越式發(fā)展,為我國(guó)從測(cè)繪遙感大國(guó)到測(cè)繪遙感強(qiáng)國(guó)的轉(zhuǎn)變作出杰出貢獻(xiàn)。
他憑借卓越智慧破解了測(cè)量學(xué)的百年難題,他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)以服務(wù)國(guó)家為核心目標(biāo)開(kāi)展科技攻關(guān),他以滿腔熱血澆鑄遙感強(qiáng)國(guó)夢(mèng)。
解決測(cè)量學(xué)的“百年難題”
1957年,李德仁從江蘇省泰州中學(xué)畢業(yè),被剛成立一年的武漢測(cè)量制圖學(xué)院(后易名為武漢測(cè)繪學(xué)院,現(xiàn)為武漢大學(xué)遙感學(xué)院)錄取,就讀航空攝影測(cè)量專業(yè)。
對(duì)于那時(shí)的中國(guó)來(lái)說(shuō),衛(wèi)星遙感技術(shù)還是一片未被開(kāi)墾的“荒原”。但李德仁深知這些技術(shù)對(duì)于國(guó)家發(fā)展的重要性,毅然決然地踏上這條充滿挑戰(zhàn)的道路。
1978年,“科學(xué)的春天”來(lái)臨,國(guó)家恢復(fù)研究生招生。李德仁抓住這個(gè)機(jī)會(huì)重返校園,并師從我國(guó)攝影測(cè)量與遙感學(xué)科奠基人、中國(guó)科學(xué)院院士王之卓。
完成碩士學(xué)業(yè)后,李德仁出國(guó)深造,來(lái)到當(dāng)時(shí)世界上攝影測(cè)量與遙感技術(shù)最先進(jìn)的國(guó)家德國(guó)。1982年,李德仁進(jìn)入德國(guó)波恩大學(xué)進(jìn)修。在短短半年時(shí)間里,他就在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊發(fā)表了兩篇高質(zhì)量論文,首創(chuàng)了從驗(yàn)后方差估計(jì)導(dǎo)出粗差定位的選權(quán)迭代法,這一方法被測(cè)量學(xué)界稱為“李德仁方法”。
次年,他又進(jìn)入斯圖加特大學(xué)攻讀博士學(xué)位,師從攝影測(cè)量領(lǐng)域世界著名領(lǐng)軍學(xué)者弗里茲·阿克曼,并接手了一個(gè)航空測(cè)量領(lǐng)域極具挑戰(zhàn)的難題。李德仁回憶,航空測(cè)量數(shù)據(jù)的誤差問(wèn)題是當(dāng)時(shí)的世界性難題?!昂娇諟y(cè)量遙感數(shù)據(jù)越來(lái)越大,老師給我的題目就是找一個(gè)理論,能同時(shí)區(qū)分和處理偶然誤差、系統(tǒng)誤差或粗差?!彼f(shuō)。
為了盡早解開(kāi)這道難題,李德仁每天堅(jiān)持工作14個(gè)小時(shí)以上,經(jīng)常在凌晨最后一個(gè)離開(kāi)實(shí)驗(yàn)室,又在清晨第一個(gè)打開(kāi)實(shí)驗(yàn)室大門(mén)。
最終,僅用不到兩年,李德仁就完成了自己的博士論文,同時(shí)他也獲得了斯圖加特大學(xué)博士論文歷史最高分,迄今無(wú)人超越。他創(chuàng)立的誤差可區(qū)分性理論和系統(tǒng)誤差與粗差探測(cè)方法,德國(guó)洪堡基金評(píng)委格拉法韌特評(píng)價(jià):“它解決了一個(gè)測(cè)量學(xué)的百年難題?!崩畹氯屎髞?lái)也因此獲得了1988年“漢莎航空測(cè)量獎(jiǎng)”。
“回國(guó)是必然的,是自覺(jué)的。我們與外國(guó)有很大差距,我得趕快回國(guó)?!崩畹氯手x絕了國(guó)外科研院所的邀請(qǐng),在完成畢業(yè)答辯后立刻回國(guó),短短幾天便走上講臺(tái),在武漢測(cè)繪學(xué)院任教。
“學(xué)到本事就要給國(guó)家作貢獻(xiàn)。”這是李德仁那時(shí)最真實(shí)的想法?!翱茖W(xué)是要為祖國(guó)服務(wù)的”,在他心里,一直抱有這個(gè)堅(jiān)定的信念。
引領(lǐng)遙感技術(shù)趕超世界水平
學(xué)成歸來(lái),李德仁加快研究步伐,帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)持續(xù)開(kāi)展基礎(chǔ)理論和重大技術(shù)創(chuàng)新,助力我國(guó)測(cè)繪遙感行業(yè)飛躍發(fā)展。很快,他們?nèi)〉昧艘粋€(gè)又一個(gè)創(chuàng)造性成果。1991年,李德仁提出3S集成(GNSS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、RS遙感、GIS地理信息系統(tǒng))理論獲得國(guó)際認(rèn)可。這一重大突破,實(shí)現(xiàn)了天空地一體信息化移動(dòng)測(cè)量的歷史跨越。
面對(duì)我國(guó)衛(wèi)星、航空、地面系統(tǒng)等落后于人的現(xiàn)狀,李德仁心急如焚。2003年,李德仁作為牽頭人向國(guó)家提出“建設(shè)我國(guó)高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)”的建議。高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)重大專項(xiàng)(以下簡(jiǎn)稱高分專項(xiàng))是《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)與技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006—2020年)》確定的16個(gè)重大科技專項(xiàng)之一。其中,自主可控的天空地高分辨率遙感系統(tǒng)是核心。
李德仁瞄準(zhǔn)我國(guó)高分專項(xiàng)的核心需求,組建百余人團(tuán)隊(duì),歷時(shí)15年先后完成體系論證、技術(shù)攻關(guān)、系統(tǒng)研制和重大應(yīng)用,助力天空地高分辨率遙感系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)“好用”和“用好”,滿足經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國(guó)防建設(shè)和民生的需求。
2013年,高分專項(xiàng)首發(fā)星高分一號(hào)成功發(fā)射;2019年,國(guó)內(nèi)首顆民用亞米級(jí)高分辨率立體測(cè)繪衛(wèi)星高分七號(hào)發(fā)射;2022年,分辨率達(dá)到0.3米至0.5米的商業(yè)遙感衛(wèi)星發(fā)射……隨著高分專項(xiàng)的實(shí)施,中國(guó)遙感衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)了從“有”到“好”的跨越式發(fā)展。
創(chuàng)新的原動(dòng)力就是實(shí)現(xiàn)自立自強(qiáng)。在李德仁看來(lái),科學(xué)家精神首先就是實(shí)事求是,要尊重科學(xué)、尊重前人、尊重專家,但不能迷信書(shū)本、迷信權(quán)威、迷信外國(guó)技術(shù)。
如今,我國(guó)測(cè)繪遙感技術(shù)一步步從落后走到了世界前列,建立起真正的“中國(guó)人自己的高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)”。在這個(gè)過(guò)程中,高分專項(xiàng)作出了重要貢獻(xiàn)。李德仁說(shuō):“以前我們有衛(wèi)星,但不強(qiáng)。現(xiàn)在我們的遙感衛(wèi)星趕上了世界水平。”
此后,李德仁繼續(xù)帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)攻克高精度高分辨率對(duì)地觀測(cè)領(lǐng)域的系列核心技術(shù),研制了我國(guó)“航天—航空—地面”3S集成的測(cè)繪遙感系列裝備,解決危險(xiǎn)地區(qū)測(cè)繪等難題,引領(lǐng)了我國(guó)傳統(tǒng)測(cè)繪到信息化測(cè)繪遙感的根本性變革。
“我們測(cè)繪人要堅(jiān)持不懈地開(kāi)展原始創(chuàng)新研究,想國(guó)家所想,急國(guó)家所急。要在新型信息基礎(chǔ)設(shè)施、融合基礎(chǔ)設(shè)施和創(chuàng)新基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中發(fā)揮作用,為將我國(guó)建設(shè)成為國(guó)際領(lǐng)先的測(cè)繪科技強(qiáng)國(guó)貢獻(xiàn)力量。”李德仁說(shuō)。
擦亮中國(guó)的“東方慧眼”
“要把天上的大數(shù)據(jù)用人工智能處理,變成小數(shù)據(jù)送到用戶的手機(jī)上,這樣才能實(shí)現(xiàn)分鐘級(jí)的智能服務(wù)?!崩畹氯收f(shuō),以前,天上的遙感、導(dǎo)航、通信衛(wèi)星各忙各事,沒(méi)有聯(lián)通,所提供的服務(wù)老百姓用不上。
為此,李德仁帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)積極開(kāi)展“通導(dǎo)遙”一體化天基信息實(shí)時(shí)服務(wù)系統(tǒng)(PNTRC)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),啟動(dòng)珞珈系列科學(xué)試驗(yàn)衛(wèi)星工程,研制發(fā)射4顆珞珈系列衛(wèi)星。
不僅如此,李德仁還推動(dòng)“通導(dǎo)遙”一體化的“東方慧眼”智能遙感星座計(jì)劃建設(shè)?!皷|方慧眼”智能遙感星座計(jì)劃極為宏大。通過(guò)部署在天上的遙感衛(wèi)星組網(wǎng),能夠建立從全國(guó)到全球的服務(wù)系統(tǒng),把目標(biāo)看得快、看得清、看得準(zhǔn)、看得全、看得懂……
從2022年起,李德仁帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了“東方慧眼”智能遙感星座論證工作。為將“東方慧眼”擦得更亮,李德仁側(cè)重在衛(wèi)星精度和質(zhì)量上下功夫,使衛(wèi)星遙感分辨率從5米到3米、到2米、到1米,再到0.5米。
2023年4月,“東方慧眼”智能遙感星座一期工程正式啟動(dòng),2024年2月3日,由李德仁擔(dān)任首席科學(xué)家研制的東方慧眼高分01星成功發(fā)射,順利實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)化運(yùn)行。
作為“東方慧眼”智能遙感星座的業(yè)務(wù)首發(fā)星,這顆衛(wèi)星的成功發(fā)射是“通導(dǎo)遙”一體化智能遙感衛(wèi)星系統(tǒng)的重要實(shí)踐,對(duì)后續(xù)星座建設(shè)具有重大意義。該星投入運(yùn)行后,可通過(guò)聚合高性能算力、引入人工智能遙感大模型,為行業(yè)提供實(shí)時(shí)時(shí)空觀測(cè)智能化分析決策服務(wù)。
李德仁團(tuán)隊(duì)預(yù)計(jì),到2030年,“東方慧眼”智能遙感星座計(jì)劃將發(fā)射252顆衛(wèi)星,包括高分辨率光學(xué)和雷達(dá)衛(wèi)星、高光譜衛(wèi)星和熱紅外衛(wèi)星,形成“星網(wǎng)”。這些衛(wèi)星將為人類(lèi)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展服務(wù)。
“到那時(shí),我們的衛(wèi)星使用成本會(huì)更低,每個(gè)人都有望輕松使用衛(wèi)星數(shù)據(jù),從‘玩微信’到‘玩衛(wèi)星’?!闭劶拔磥?lái),李德仁滿懷憧憬。
把學(xué)生的建樹(shù)當(dāng)作最大成果
在自己所有的頭銜中,李德仁認(rèn)為,作為一名老師,才是他最驕傲、最有成就感的事。
李德仁曾說(shuō),恩師王之卓有兩段話讓他記了一輩子。其中一段就是在王之卓學(xué)術(shù)思想研討會(huì)上,王之卓在會(huì)議門(mén)口看著會(huì)標(biāo),問(wèn)工作人員,“我有什么學(xué)術(shù)思想?我的思想不就是不斷地跟我的學(xué)生學(xué)習(xí)?!?/p>
李德仁也把這句話送給了自己。他說(shuō),作為一名教師,他可以培養(yǎng)一代又一代的年輕人。年輕人在任何細(xì)節(jié)上超過(guò)自己,都讓他感到高興。
數(shù)十年來(lái),他在珞珈山下甘為人梯,殫精竭慮,為國(guó)育才,始終奮斗在教學(xué)科研第一線。他引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)科交叉前沿刻苦攻關(guān),獲得高等教育國(guó)家級(jí)教學(xué)成果。
執(zhí)教30多年,談及指導(dǎo)博士生的成功經(jīng)驗(yàn),李德仁說(shuō):“我把我老師教我的方法,傳授給我的學(xué)生。那就是首先要學(xué)會(huì)做人,再學(xué)會(huì)做事,最后學(xué)會(huì)做學(xué)問(wèn)?!?/p>
李德仁是這么說(shuō)的,也是這么做的。他要求學(xué)生堅(jiān)持“讀書(shū)、思維、創(chuàng)新、實(shí)踐”,做國(guó)家的棟梁。因此,他總把學(xué)生帶到科研一線“拉練”,鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題,不斷思考、大膽創(chuàng)新。
中國(guó)科學(xué)院院士龔健雅是李德仁的第三個(gè)博士生。“讀博時(shí),李老師破格錄取了我,并對(duì)我進(jìn)行了20多年的培養(yǎng)。相對(duì)于其他師兄弟,我是在他身邊受教誨時(shí)間最長(zhǎng)的學(xué)生之一?!彼f(shuō)。
龔健雅親眼看到了李德仁等老一輩科學(xué)家,在推動(dòng)中國(guó)整個(gè)測(cè)繪學(xué)科發(fā)展過(guò)程中的每一個(gè)突破。在他看來(lái),中國(guó)測(cè)繪學(xué)科發(fā)展逆勢(shì)而上,國(guó)際影響不斷增強(qiáng),李德仁對(duì)此作出了很大貢獻(xiàn)。
如今,李德仁的學(xué)生遍布世界各地,在測(cè)繪遙感領(lǐng)域內(nèi)外各有建樹(shù)。這是他們勤奮努力的結(jié)果,也是李德仁最為高興的事。“科學(xué)研究就是不斷創(chuàng)新,不斷接力?!崩畹氯拾褜W(xué)生的建樹(shù)看成是自己最大的成果,“我要給學(xué)生指一條路,讓學(xué)生自由發(fā)展,讓他們超越我?!?/p>
直到現(xiàn)在,李德仁仍然堅(jiān)持帶博士生和碩士生。他的學(xué)生中,有的已經(jīng)當(dāng)選中國(guó)科學(xué)院院士和中國(guó)工程院院士。
蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院授予李德仁名譽(yù)博士學(xué)位時(shí)指出:“李德仁院士的杰出成就,使武漢大學(xué)成為今天世界上地球空間信息領(lǐng)域最著名的研究機(jī)構(gòu)之一;他還對(duì)培養(yǎng)國(guó)家和國(guó)際學(xué)術(shù)人才作出了杰出的貢獻(xiàn)。”
從毅然歸國(guó)到開(kāi)拓創(chuàng)新,從扎根科研一線到孜孜不倦教書(shū)育人,李德仁堅(jiān)定不移地踐行著自己的人生追求——一輩子為國(guó)家服務(wù)。他用自己的一生詮釋了中國(guó)科學(xué)家?jiàn)^進(jìn)、奉獻(xiàn)、甘為人梯的精神。
【記者手記】“80后”院士的智慧人生
2021年,李老作為湖北唯一的兩院院士,登上了國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)的領(lǐng)獎(jiǎng)臺(tái)。由他主持完成的“天空地遙感數(shù)據(jù)高精度智能處理關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”,獲得了國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。
在李老的科研道路上,他曾多次為《科技日?qǐng)?bào)》撰寫(xiě)文章。當(dāng)選院士后,不少人勸他:“李德仁,你都當(dāng)院士了,節(jié)奏放慢一點(diǎn),注意身體健康?!睂?duì)此,他在《科技日?qǐng)?bào)》上寫(xiě)了一篇題為《院士不是終點(diǎn),是新的起點(diǎn)》的文章。
李老說(shuō),作為院士,國(guó)家對(duì)他的要求更高,要看得更多、看得更遠(yuǎn),要拓寬視野,關(guān)心國(guó)家發(fā)展。他正是按照這個(gè)原則要求自己的。
這次采訪李老時(shí),我有幸見(jiàn)到了李老的夫人——中國(guó)測(cè)繪遙感專家朱宜萱教授。與李老一樣,朱老師也是精神矍鑠、思維敏捷、言語(yǔ)流暢。絲毫看不出二人是一對(duì)“80后”夫婦。
聰明、勤奮、有智慧、脾氣好、對(duì)生活要求不高……朱老師這樣評(píng)價(jià)自己的愛(ài)人。她還說(shuō),自己在事業(yè)上取得的成績(jī),一部分也要?dú)w因于她的丈夫李德仁。
回憶起和李老的相遇,她向記者娓娓道來(lái):“我們是1957年在大學(xué)認(rèn)識(shí)的。那時(shí)候的他又瘦又小,我身高1米56,他可能也就1米50吧?!?/p>
“1米55!”李老幽默地打岔,引得記者們哄堂大笑。
39年前,朱老師曾給李老寫(xiě)過(guò)一封信:“你已經(jīng)老大不小了,幾十年來(lái)你一直在學(xué)習(xí),一直在花國(guó)家的錢(qián)。你還不如一頭牛呢,到現(xiàn)在都沒(méi)‘?dāng)D’出一點(diǎn)‘奶’來(lái)?,F(xiàn)在到了該回國(guó)‘?dāng)D奶’的時(shí)候了。”正是這份信件,讓留學(xué)德國(guó)兩年多的李德仁更加堅(jiān)定了學(xué)成后馬上回國(guó)的信念。
如今,85歲高齡的李老依然活躍在科研一線。當(dāng)前,全世界正在從數(shù)字地球向智慧地球發(fā)展。李老和他的團(tuán)隊(duì)瞄準(zhǔn)這一趨勢(shì),致力于將地理信息產(chǎn)業(yè)與IT產(chǎn)業(yè)、大數(shù)據(jù)融合起來(lái),更好地為全中國(guó)和全世界的人民服務(wù)。
“實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)要靠年輕一代,但我有責(zé)任把方向看準(zhǔn)?!痹诶罾峡磥?lái),科學(xué)家精神需要賡續(xù)弘揚(yáng),科技強(qiáng)國(guó)更需要一代一代人接續(xù)奮斗。