【院士】李德仁：奠基業于方寸，領征程向星河

在空間與時間之間，一位中國科學家走出了自己的航跡。從一冊賬本起筆，揮毫之間，潑墨星云，他以數十年如一日的堅守耕耘陣地，以求索之心眺望蒼穹，憑實干之手服務人間。他是始終穿行在國家需求與時代前沿之間的擺渡者，是引技術走入生活、以遙感服務社會的建設者。他以一生的實干，將技術的邊界推向更廣袤的空間；他所注視、墾拓的這條漫漫長路始終與人民相連、與腳下這片土地相連、與古往今來為全體人類文明求火的先驅相連、與宇宙萬物相連。

2012年1月9日，我國第一顆民用測繪衛星“資源三號”成功發射，李德仁（右三）在發射現場

自立自強

擦亮中國的“天眼”

20世紀90年代，不少發達國家已經建成高分辨率對地觀測衛星系統。當時，雖然我國也開始重視對地觀測衛星的建設，但遙感系統高度依賴進口，一張圖像的背后是高昂的成本、漫長的周期、始終高懸頭頂的斷供風險；加之國外實行技術封鎖與器件限制，我國常常只能買到次等品硬件。被技術難題卡住的不僅是國家發展的脖子，更是百姓的生活。“營養不良”的天眼使得災害預警難以及時響應，農業規劃依然無法擺脫對人眼手量的依賴，城市發展缺少精確的模型基礎，哪怕只是一次小型滑坡，遲鈍的衛星系統能給人們提供的也往往是已經錯過了黃金時間的影像資料。在千鈞一發的搶險工作中，“看不見、來得慢”的衛星將人們拋入不可知的風險之中。李德仁的工作，就是要用技術喂飽孱弱的衛星系統，為國家、社會、為每一個在風險邊緣生活的人，擦亮一雙看得清、看得準、傳得快的“眼睛”。

在我國遙感衛星核心元件受限、軟件受控的條件下，李德仁決心自主突破與研發高分辨率對地觀測系統。2003年，李德仁與多位院士專家聯名向國家建言：要把衛星分辨率從原來的5米、10米提高到亞米級，建設屬于中國自己的高分辨率對地觀測系統。三年后，這一提議被納入國家重大科技專項，并于2010年正式啟動。

這些設想與實踐在他的人生中有著漫長的伏筆。20世紀70年代末，“中國航測與遙感之父”王之卓就曾語重心長地對李德仁說：“我們中國人不能老是跟在外國人后面，我們要勇于提出新的研究方向，讓外國人跟著我們走。”這番擲地有聲的話語在他的心中激起萬千波瀾。

而他也知道，只有真正站在這里、與這片土地共命運的人，才能找到適合中國的出路。1985年，李德仁學成回國，帶領團隊開始建立中國人自己的衛星系統。于是，起步比西方國家晚了近30年的中國遙感衛星研究終于厚積薄發。十余年間，從第一顆衛星升空到初具規模的星座系統，我國衛星事業從無到有、從有到精，一路高歌猛進。以陸地資源衛星、氣象衛星和海洋衛星為支點的多維度對地觀測體系全面建立，打破了對境外數據的依賴，為災害監測、資源調配等公共事務提供了精準支持。如今，中國的遙感影像分辨率已提高至民用0.5米級別，遙感信息服務時間從數小時壓縮至8分鐘，不僅看得清、來得快，還開創了面向地面移動終端的互聯網智能遙感衛星在軌處理與實時傳輸服務B2C的新模式。隨著遙感技術走出實驗室，在李德仁科研為用、技術為民的信念之下，“通導遙一體化”服務體系建構起來，遙感圖像在更加豐富的社會場景中發揮作用，成為觀察山河萬象、服務千家萬戶的工具。

落地生根

技術走進千家萬戶

“科學家不應只埋頭做理論，理論最終要走向實踐，轉化為科技成果服務社會。”在李德仁的科研詞典里，“技術是拿來用的”絕非一句空洞口號，而是其畢生堅持創新的核心動力。“3S集成”現代遙感地理體系的誕生、發展與應用，正是這一理念最生動的注腳。它起源于一個緊迫的國家需求。

1985年，李德仁剛從德國學成歸來，就接到了國家測繪局的一項緊急詢問：不派人工測量，能不能把中越邊界的測圖做出來？由于中越邊界經歷過戰爭，埋了許多地雷，實地測量成了一個不可能完成的任務，但劃界談判少不了這一份圖紙。面對這一挑戰，李德仁立即想到了導師阿克曼的做法——把GPS（Global Position System）搬上飛機。這個想法，正是后來GPS空中三角測量，乃至“3S集成”的最初萌芽。在接連克服機載接收器安裝、接收天線中心與儀器照相機中心的偏差測量以及OTF（On the Flying）難題之后，GPS與RS（Remote Sensing）的首次集成嘗試取得了可喜的結果，試飛結果顯示，測量精度達到了5cm。李德仁及其團隊順利完成了中越邊境測圖，中國人通過機載GPS系統，第一次減少了人工測量中的野外勞動。1999年，GPS攝影測量獲得國家科技進步獎二等獎。幾年后，李德仁和當時在他門下讀博的龔健雅首次提出了柵格矢量一體化的GIS，以及面向對象的GIS，正式將GIS、RS和GPS結合在一起。這一重大突破，使野外工作量減少90％，效率提高20—30倍，實現了從人工測量到空天地一體化智能測繪的歷史跨越。

起源于國家需求的“3S集成”理論不僅重構了測繪遙感學科體系，更催生了多種測繪遙感系列裝備和地理信息基礎平臺，在應用層面參與了多領域革命性變革。把3S集成移動道路測量系統架在火車機車牽引的板車上，從格爾木跑到拉薩，它就能把全程1142公里的所有交通標志、鐵路附屬設施、道岔、路寬、橋高、鐵路中心線等各項數據“收入囊中”，并繪制出一份三維動態數字地圖，所需時間僅20小時。2007年，李德仁團隊憑借這套系統榮獲國家科技進步獎二等獎。其后，團隊陸續參與了“青藏鐵路”“北京數字奧運”以及“數字城市”等國家重點項目建設，完成北京、重慶等十余座城市的部件普查。而基于“3S集成”理論開發的GeoStar、GeoSurf和GeoGlobe系列軟件，則為國家地理信息公共服務平臺“天地圖”的構建打下堅實基礎，它的誕生意味著中國成為繼美國之后世界第二個能提供數字地球服務的國家。截至2025年4月，“天地圖”的日均訪問量已逾10億次。

為了解決聯合國可持續發展目標中全球測圖的難題，李德仁向國家建議發射測圖衛星，2013年“資源三號”三線陣衛星成功發射，實現三顆衛星在軌運行。李德仁組織團隊實現了利用該衛星無需地面控制點自動測繪1：50000地形圖，先后完成了1億3000萬平方公里全球測圖任務，支持了國防建設、經濟建設和“一帶一路”建設的需要。隨后又利用高分衛星數據，實現了無控制點自動測制1：10000地形圖的技術創新。該項成果獲得2020年度國家科技進步獎一等獎。

在大力推動技術革新、滿足國計民生需求的同時，李德仁也深刻意識到，科技前沿與產業市場相互推進。1999年，吉奧公司應運而生，李德仁擔任首任董事長，龔健雅任公司總工程師，具有我國自主知識版權的地理信息系統——“吉奧之星（GeoStar）”開始走向市場。同年，以運用移動測量系統推動相關產業變革為使命的“立得空間”面世，李德仁任首席科學家。

從解決國家急難問題，到賦能國家戰略工程，再到革新城市治理，李德仁率領團隊一步步打造而成的地理信息服務網絡實現了從“小測繪”向“地球空間信息科學”的躍遷，為水利、農業、交通、應急等國民經濟命脈領域提供支撐，奠定了數字中國、智慧地球的基石。他以行動證明，技術創新的生命力，深植于“用”，也正是這一信念，鑄就了一代代科學家的科技報國之路。

來源：人民出版社《逐夢蒼穹（同上一堂院士思政課）》；轉自：測繪遙感全國重點實驗室

來源：中國測繪學會