李德仁：巡天問地，助力建設(shè)“遙感強國”

在地球空間信息科學(xué)領(lǐng)域，遙感技術(shù)至關(guān)重要。作為人類經(jīng)濟建設(shè)和社會可持續(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、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年的科研時光里，武漢大學(xué)教授李德仁致力于提升遙感對地觀測水平，持續(xù)開展基礎(chǔ)理論研究和重大技術(shù)創(chuàng)新，為我國從測繪遙感大國到測繪遙感強國的轉(zhuǎn)變作出了杰出貢獻。

2024年6月24日，李德仁獲得2023年度國家最高科學(xué)技術(shù)獎。

“我得趕快回國”

“愛我中華、興我家邦、少小勤學(xué)……”在江蘇省泰州市姜堰區(qū)溱潼古鎮(zhèn)的一所舊居堂屋，掛著一副用毛筆書寫的“李氏家訓(xùn)”，家訓(xùn)里的80個字，影響了李德仁的一生。

1978年，科學(xué)的春天來臨，國家恢復(fù)研究生招生。李德仁得以回歸校園繼續(xù)學(xué)業(yè)，并師從中國科學(xué)院院士王之卓。1981年，就在李德仁完成碩士學(xué)業(yè)時，王之卓“迫不及待”地將他送出國深造。

1982年，李德仁進入德國波恩大學(xué)進修，短短半年時間，他就在國際學(xué)術(shù)期刊連發(fā)兩篇高質(zhì)量論文，針對西方學(xué)者發(fā)現(xiàn)和消除粗差的傾向性方法，推導(dǎo)出比“丹麥法”更具優(yōu)勢的新方法，被國際測量學(xué)界稱為“李德仁方法”。

次年，李德仁又進入德國斯圖加特大學(xué)攻讀博士學(xué)位，師從攝影測量領(lǐng)域世界著名領(lǐng)軍學(xué)者弗里茲·阿克曼。為了將更多知識早日帶回祖國，他每天工作14個小時以上，常在凌晨最后一個鎖門，又在清晨第一個打開實驗室的大門。

這期間，李德仁首次創(chuàng)立了誤差可區(qū)分性理論和系統(tǒng)誤差與粗差探測方法，為現(xiàn)代測量學(xué)奠定了數(shù)據(jù)處理的理論基礎(chǔ)。德國洪堡基金評委Grafarend認為，“他解決了一個測量學(xué)的百年難題”。李德仁也因此獲得1988年“漢莎航空測量獎”。

“回國是必然的，是自覺的。改革開放以后，國家好不容易讓我們出去學(xué)習，我們與外國有很大差距，我得趕快回國。”為此，李德仁用兩年時間完成了五六年的課程，并謝絕了國外科研院所的邀請，在畢業(yè)答辯后立刻回國，短休幾日后便走上了講臺。

服務(wù)國家和人民

有件事，李德仁至今無法釋懷。

2008年，汶川發(fā)生大地震?？拐鹁葹?zāi)過程中，遙感衛(wèi)星的缺失導(dǎo)致人們無法第一時間獲取災(zāi)后信息，不能在72小時黃金救援時間內(nèi)為救援人員提供更多幫助。這成了李德仁心中難以撫平的傷痛。

李德仁說，那時我國只有3米分辨率的遙感衛(wèi)星，而且數(shù)量很少，無法“看清”汶川的情況，他只能在全世界找朋友要衛(wèi)星數(shù)據(jù)。第三天，意大利科學(xué)家送來了相關(guān)數(shù)據(jù)。

在焦急等待的3天里，李德仁深感內(nèi)疚?！拔覀冏隽艘惠呑舆b感，卻不能滿足抗震救災(zāi)的要求，我們有愧呀！”“如果當時有0.5米分辨率的遙感衛(wèi)星就好了，我們就可以在汶川上空進行精準掃描，第一時間找到倒塌的房子，配合官兵救援更多人?！焙迷诮?jīng)過十多年的努力，目前我國遙感衛(wèi)星已經(jīng)達到了這一精度。

事實上，汶川救災(zāi)中，遙感技術(shù)在當時的條件下依然發(fā)揮了不小的作用。比如，唐家山在地震中被削去一半，形成蓄水近3億立方米的懸湖，一旦崩塌，將給綿陽等地帶來巨大災(zāi)難。到底該怎么辦，相關(guān)部門實難決策。

緊急關(guān)頭，李德仁主動請纓趕赴汶川，帶領(lǐng)武漢大學(xué)測繪遙感信息工程國家重點實驗室團隊，對唐家山堰塞湖地形進行了掃描，運用航空遙感獲得堰塞湖水位、水流流速、壓力等詳細數(shù)據(jù)，完成了最精細的三維數(shù)字高程模型。根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果，他們認為唐家山堰塞湖雖險，但依然是穩(wěn)固的，可以用明渠導(dǎo)流的辦法排除風險。團隊將這些數(shù)據(jù)呈報給抗震救災(zāi)指揮部，為正確處置險情提供了科學(xué)依據(jù)。

同樣是救災(zāi)，在2023年夏季防汛之際，李德仁團隊自主研發(fā)的“珞珈二號”衛(wèi)星獲取了河北受災(zāi)地區(qū)上空的雷達圖像，并觀測到一處堤防決口。

“剛開始決口不大，不易被發(fā)現(xiàn)，但通過衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)分析，綜合水流流速和壓強分析，我們判斷這個決口很快就要釀成大禍?！眻F隊立即向有關(guān)部門發(fā)布預(yù)警。事實證明，這一及時預(yù)警避免了一場靠傳統(tǒng)手段“難以預(yù)防的災(zāi)難”。正是這個建議讓6400多名群眾轉(zhuǎn)危為安。

擦亮“東方慧眼”

“要把天上的大數(shù)據(jù)經(jīng)過人工智能處理，變成小數(shù)據(jù)送到用戶的手機上，這樣才能實現(xiàn)分鐘級的智能服務(wù)。”李德仁說，以前，天上的遙感、導(dǎo)航、通信衛(wèi)星沒有相互聯(lián)通，所提供的服務(wù)老百姓用不上。

為此，李德仁帶領(lǐng)團隊積極開展“通導(dǎo)遙”一體化天基信息實時服務(wù)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，啟動珞珈系列科學(xué)試驗衛(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“通導(dǎo)遙”一體化的“東方慧眼”智能遙感星座計劃建設(shè)。“東方慧眼”智能遙感星座計劃極為宏大。通過部署在天上的遙感衛(wèi)星組網(wǎng)，能夠建立從全國到全球的服務(wù)系統(tǒng)，把目標看得快、看得清、看得準、看得全、看得懂……

從2022年起，李德仁帶領(lǐng)團隊開展“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米降低到3米、2米、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。2024年2月3日，由李德仁擔任首席科學(xué)家研制的“東方慧眼”高分01星成功發(fā)射，順利實現(xiàn)業(yè)務(wù)化運行。

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)的重要實踐，對后續(xù)星座建設(shè)具有重大意義。該星投入運行后，可通過聚合高性能算力、引入人工智能遙感大模型，為行業(yè)提供實時時空觀測智能化分析決策服務(wù)。

培養(yǎng)棟梁之材

在自己所有的身份中，李德仁認為，當老師才是他最驕傲、最有成就感的事。

李德仁曾說，恩師王之卓有一句話讓他記了一輩子。那是在王之卓學(xué)術(shù)思想研討會上，王之卓在會議門口看著會標，感慨道：“我有什么學(xué)術(shù)思想？我的思想就是不斷地跟我的學(xué)生學(xué)習?！?/p>

李德仁也把這句話送給自己。他說，作為一名教師，他可以培養(yǎng)一代又一代的年輕人，而年輕人在任何細節(jié)上超過自己，都讓他感到高興。

數(shù)十年來，李德仁在武漢珞珈山下甘為人梯、殫精竭慮、為國育才，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)，獲得高等教育國家級教學(xué)成果。

執(zhí)教30多年，談及指導(dǎo)博士生的成功經(jīng)驗，李德仁說：“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)會做人，再學(xué)會做事，最后學(xué)會做學(xué)問?！?/p>

李德仁是這么說的，也是這么做的。他要求學(xué)生堅持“讀書、思維、創(chuàng)新、實踐”，做國家的棟梁。因此，他總把學(xué)生帶到科研一線“拉練”，鼓勵學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，不斷思考、大膽創(chuàng)新。

如今，李德仁的學(xué)生遍布世界各地，在測繪遙感領(lǐng)域各有建樹。這是李德仁最為高興的事。直到現(xiàn)在，李德仁也仍然堅持帶博士生和碩士生。

從毅然歸國到開拓創(chuàng)新，從扎根科研一線到孜孜不倦教書育人，李德仁堅定不移地踐行著自己的人生追求——一輩子為國家服務(wù)。他用自己的一生，詮釋了中國科學(xué)家奮進、奉獻、甘為人梯的精神。

（摘自《科技日報》）