我國通過“高分專項”形成天—空—地一體化觀測網(wǎng)絡(luò)，主導制定的《地理信息遙感影像服務(wù)》國際標準獲164個國家采納，背后均有武大遙感測繪人參與

　　文 |《瞭望》新聞周刊記者 侯文坤

　　從百姓出行到智慧城市建設(shè)，從資源調(diào)查到環(huán)境監(jiān)測，從災害評估到防災減災，遙感技術(shù)已成為經(jīng)濟社會發(fā)展不可或缺的基石。

　　走進珞珈山下、星湖之畔的武漢大學測繪遙感科學家精神基地，穿梭于歷史照片、手稿及老舊設(shè)備儀器間，駐足于貼滿照片的測繪與空天信息院士墻前，不僅能觸摸到武漢大學遙感科學與技術(shù)學科的建設(shè)脈絡(luò)，更能真切感受這一在軟科世界一流學科排名中連續(xù)八年位居榜首學科的厚重底蘊，窺見我國遙感科技的發(fā)展歷程。

李德仁在武漢大學的辦公室里（2024 年 5 月 13 日攝） 熊琦攝 / 本刊

　　深厚積淀引領(lǐng)學科卓越

　　什么是遙感？

　　簡單來說就是“遙遠的感知”，而遙感科學與技術(shù)是通過電磁波及其他物理場（波）以非接觸的方式探測目標特性、環(huán)境參數(shù)及變化規(guī)律的一門交叉學科。

　　“這門綜合性交叉學科，在國防安全、災害評估、自然資源調(diào)查、農(nóng)業(yè)監(jiān)測等方面具有不可替代的戰(zhàn)略價值。”武漢大學遙感信息工程學院（以下簡稱“遙感學院”）院長張永軍教授說。

　　目前，我國已建成包含200余顆遙感衛(wèi)星的自主星座，對地觀測數(shù)據(jù)自主率正逐年提升。但曾經(jīng)，我國的遙感衛(wèi)星核心元器件受限、軟件受控，遙感技術(shù)起步晚，學科發(fā)展滯后。武漢大學遙感科學與技術(shù)學科的發(fā)展歷程正是中國遙感領(lǐng)域從無到有、從弱到強的縮影。

　　“武漢大學遙感科學與技術(shù)學科是在測繪科學、空間科學、信息科學、計算機科學、地理科學、地球科學、電子科學、航空航天等相關(guān)學科交叉滲透、相互融合的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新興交叉學科。”張永軍介紹，遙感信息工程學院建院歷史可追溯至上世紀50年代，早期遙感與測繪聯(lián)系緊密。夏堅白、王之卓、陳永齡、葉雪安、金通尹等測繪先賢奠定學科根基，形成優(yōu)秀學科文化；寧津生、陳俊勇、李德仁、劉經(jīng)南、張祖勛、龔健雅、李建成等院士和鄂棟臣等領(lǐng)軍人物、中青年人才構(gòu)成的科學家梯隊接續(xù)耕耘，推動學科發(fā)展。

　　從上世紀70年代王之卓提出“全數(shù)字化自動測圖”理論，到90年代張祖勛推出中國首個可產(chǎn)業(yè)化全數(shù)字化自動測圖系統(tǒng)軟件VirtuoZo，再到李德仁團隊攻克衛(wèi)星遙感全球高精度定位及測圖核心技術(shù)；從組建我國測繪遙感學科第一個國家重點實驗室，到2018年遙感科學與技術(shù)獲批首批博士學位授權(quán)交叉學科，再到2022年“遙感科學與技術(shù)”列為一級學科，學科建設(shè)取得質(zhì)的突破，體系逐步成熟。

　　近70年來，武大遙感學科創(chuàng)造了諸多成果：自主知識產(chǎn)權(quán)數(shù)字攝影測量系統(tǒng)改變傳統(tǒng)測繪模式并廣泛推廣；參與北斗全球?qū)Ш较到y(tǒng)研發(fā)，打破西方壟斷；吉奧之星實現(xiàn)我國遙感、地理信息系統(tǒng)國產(chǎn)化；大地水準面工程化應用研究從米級到亞厘米級，實現(xiàn)海拔高度“一測就準”。

　　李德仁院士表示，從最初衛(wèi)星數(shù)據(jù)85%依賴進口，到如今自給自足并向國際輸出技術(shù)產(chǎn)品，中國測繪遙感技術(shù)已躍居世界領(lǐng)先，構(gòu)建起中國主導、服務(wù)全球的觀測體系。武大遙感學科形成完整人才培養(yǎng)體系，輸送高級專門人才逾萬人，培養(yǎng)8位院士，被譽為中國乃至世界遙感人才搖籃。

　　“當前全球50個國家將遙感技術(shù)列入國家戰(zhàn)略技術(shù)清單。”張永軍稱，我國通過“高分專項”形成天—空—地一體化觀測網(wǎng)絡(luò)，主導制定的《地理信息遙感影像服務(wù)》國際標準獲164個國家采納，背后均有武大遙感測繪人參與。未來，遙感技術(shù)將在智慧城市、深空探測、低空經(jīng)濟等新領(lǐng)域發(fā)揮核心作用，成為大國戰(zhàn)略競爭關(guān)鍵技術(shù)制高點。

　　國際前沿打造學術(shù)標桿

　　2024年6月24日，李德仁院士因測繪遙感領(lǐng)域的杰出成就榮獲2023年度國家最高科學技術(shù)獎。耄耋之年的他仍未放緩探索腳步，正帶領(lǐng)團隊推進一項雄心勃勃的計劃——

　　到2030年發(fā)射252顆衛(wèi)星組成“東方慧眼”智能遙感星座，實現(xiàn)通信、導航、遙感衛(wèi)星一體化設(shè)計，并融入人工智能算法，以達成24小時全天候監(jiān)控地球環(huán)境的“看得快、看得清、看得準、看得全、看得懂”目標，為全球用戶提供高精度、智能、實時的天空地海一體化遙感信息服務(wù)。

　　作為我國遙感事業(yè)的親歷者、奮斗者和領(lǐng)跑者，他也是武漢大學遙感科學與技術(shù)學科發(fā)展的重要參與者和見證者。

　　瞄準國際前沿，一項項原創(chuàng)理論在這里誕生，成為國際學術(shù)標桿和標準——

　　李德仁院士提出包括誤差可發(fā)現(xiàn)性和可區(qū)分性在內(nèi)的基于兩個多維備選假設(shè)的擴展的可靠性理論來處理測量誤差，科學“解決了測量學上一個百年未解難題”，其理論被全球用于校正航測平差系統(tǒng)。

　　張祖勛院士團隊研發(fā)的數(shù)字攝影測量網(wǎng)格（DPGrid）系統(tǒng)，通過分布式計算實現(xiàn)海量航空攝影數(shù)據(jù)全自動處理；最新多源遙感衛(wèi)星影像幾何語義一體化智能處理系統(tǒng)MIPS，多次授權(quán)我國頭部科技企業(yè)全球推廣應用。

　　龔健雅院士提出GIS面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型和互操作模型，以及遙感廣義幾何成像模型與精確處理方法，大幅提高遙感影像幾何定位精度。

　　服務(wù)國家需求，3位院士、44位國家級人才、10位外籍學者、220多位專任教師，在這里引領(lǐng)國內(nèi)遙感學科體系建設(shè)——

　　出版全國首套遙感系列教材41本，填補了國內(nèi)遙感系列教材的空白，被全國開設(shè)遙感專業(yè)的70多所高校廣泛使用。

　　圍繞通識教育+專業(yè)教育，形成5門國家級一流本科課程、4門國家級精品課程、10門新工科創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程等引領(lǐng)示范的課程體系。

　　面向國家低空經(jīng)濟戰(zhàn)略，在全國率先設(shè)立遙感工程、低空技術(shù)與經(jīng)濟等交叉學位點，豐富學科內(nèi)涵，培養(yǎng)交叉學科學生。

　　聚焦一流目標，塑造科研反哺教學機制，完善遙感科學大型基礎(chǔ)設(shè)施和科研平臺建設(shè)——

　　教授100%為本科生上課、畢業(yè)設(shè)計選題90%源于教師真實科研，建設(shè)國內(nèi)最全的遙感影像解譯數(shù)據(jù)集LuojiaSet和遙感影像解譯系統(tǒng)LuojiaNet，同步融入實踐教學。

　　自主研制我國首顆城市專用的光學遙感衛(wèi)星“武漢一號”，全球首顆醫(yī)學遙感科學實驗衛(wèi)星“人民健康號”，全國首顆以學生為主體參與研制的遙感衛(wèi)星“啟明星一號”。

　　在優(yōu)勢學科基礎(chǔ)上成立的測繪遙感信息工程全國重點實驗室，30多年來更是成為教學相長、共研共進的優(yōu)勢平臺，從珞珈一號01星到“東方慧眼”星座建設(shè)，從攻克衛(wèi)星遙感全球高精度定位及測圖核心技術(shù)到實現(xiàn)自主可控的高精度高分辨率對地觀測，匯聚了一支有國際影響力的科研隊伍。

　　“我們正在不斷豐富遙感學科的內(nèi)涵和外延，推動傳統(tǒng)遙感向全鏈條‘大遙感’轉(zhuǎn)型。”張永軍說，學校先后組建宇航科學與技術(shù)研究院和定量遙感研究中心，以遙感科學與技術(shù)專業(yè)為基礎(chǔ)，結(jié)合航天、電子信息、通信、空間物理等相關(guān)專業(yè)，重點發(fā)展與遙感學科密切相關(guān)的遙感儀器和衛(wèi)星設(shè)計與制造等學科方向，為形成多學科交叉“大遙感科學”奠定基礎(chǔ)。

　　薪火相傳孕育遙感英才

　　2025年5月，在世界數(shù)字教育大會高等教育現(xiàn)場觀摩點，遙感學院“啟明星一號”衛(wèi)星仿真教學系統(tǒng)引人注目。該系統(tǒng)集科研與教學實踐于一體，能讓學生直觀體驗衛(wèi)星設(shè)計、制造及裝配過程。

　　學院教授孟小亮介紹，借助MR眼鏡和操作手柄，學生不到3小時即可學會組裝衛(wèi)星，通過裝配搭載高光譜和紅外相機的微納衛(wèi)星獲取高質(zhì)量遙感影像，深入理解衛(wèi)星技術(shù)工作原理。

　　這種沉浸式實踐教學模式，正是遙感學院推動教育創(chuàng)新的一個縮影。

　　讓學生實現(xiàn)對知識的深度理解與實踐內(nèi)化。遙感學院副院長李彥勝教授說，為解決傳統(tǒng)“教師為主體、滿堂灌”課堂模式下學生“學不會用、學不善用、學不精用”等問題，學院運用人工智能大模型推進課程改革，旨在培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識、思辨能力及實踐解決問題能力。學院自主研發(fā)的遙感大模型實踐創(chuàng)新平臺，實現(xiàn)課前、課中、課后全鏈路數(shù)智化升級。

　　該平臺創(chuàng)新性研發(fā)“天慧”遙感學科教學垂域大模型SkySage，包括“天知”遙感視覺大模型SkySense（智能解譯）和“天思”遙感語言大模型SkyThink（學科問答），具備多維學情智能分析、靶向提問與精準教學、探究式啟發(fā)學習、差異化實習實訓、作業(yè)高效客觀評閱等功能。目前，該大模型已在多所高校試用。

　　讓學生學有所用、學以致用，解決具體問題。遙感學院副院長桂志鵬教授表示，學院將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育貫穿學生培養(yǎng)全過程，堅持“科研的核心是育人”理念，成立“遙感信息工程大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)中心”。學生先后斬獲中國國際大學生創(chuàng)新大賽國賽金獎、“挑戰(zhàn)杯”全國大學生課外學術(shù)科技作品競賽國賽特等獎、“挑戰(zhàn)杯”中國大學生創(chuàng)業(yè)計劃競賽國賽主體賽金獎、首屆全球數(shù)智教育創(chuàng)新大賽金獎等榮譽。

　　2020級本科生朱禹涵團隊開展“元景校園”項目，解決空間數(shù)字底座精度、可視化渲染及智能交互等問題，研發(fā)“武漢大學實景元宇宙虛擬校園”等案例，獲“中國軟件杯”第一名、首屆英諾大學生創(chuàng)新成果獎唯一特等獎，并在武漢大學科技園注冊初創(chuàng)企業(yè)。

　　副院長樂鵬介紹，學院成立“武漢大學數(shù)字化鄉(xiāng)村振興研究中心”，將遙感技術(shù)服務(wù)于鄉(xiāng)村振興、數(shù)字中國、健康中國、智能中國、航天中國、中華文明探源工程、“雙碳”目標等國家戰(zhàn)略需求。學院關(guān)注學生專業(yè)認知與應用技能提升，在生態(tài)環(huán)境保護、智慧城市建設(shè)、自然資源監(jiān)測、防災減災、國家安全等領(lǐng)域產(chǎn)出一批原創(chuàng)性科研成果。

　　李德仁院士仍活躍于教學一線，為本科生講授基礎(chǔ)課，為中小學生開展科普教育。他表示：“不僅講遙感是什么、發(fā)展趨勢，還要告訴學生專業(yè)能為國家做什么、要學好什么。”

　　在武漢大學，有一門被學生們譽為“最奢侈的基礎(chǔ)課”。自1997年起，多名院士“組團”為大一新生講授《測繪學概論》，傳授專業(yè)知識的同時，以人生經(jīng)歷傳承堅韌科學精神與濃厚家國情懷，引領(lǐng)學生“把論文寫在祖國的大地上”。

　　“一眾院士同上一門課”正是武漢大學遙感科學與技術(shù)學科傳承發(fā)展的生動注腳。一代又一代，一茬又一茬，武漢大學已建成世界上規(guī)模大、門類全、辦學層次完整的測繪遙感學科群。 （參與采寫：夏乙琳）■