专访 | “80后”院长沈焕锋：我在武大24年
来源 本文刊登于2022年3月第78期《超图通讯》
在中国地理信息产业的发展历程中，武汉大学是一个闪亮的篇章，无数的地信人从这里走出去，为产业的发展壮大奉献青春与智慧。
自1998年考入武汉大学至今，沈焕锋在珞珈山星湖畔度过了24个春秋。在这里，他求学立志，踏进测绘地理信息的广袤世界；他传道授业，用真心和汗水浇筑学生成才之路；他著书立言，一步步登上学术的高峰；他潜心科研，心系产业发展最新动向。
在整理沈焕锋的采访提纲时，笔者发现，这位履新不久的“80后”院长履历丰富：主持国家重点研发项目2项、国家自然科学基金7项，出版遥感数据“复原 · 校正 · 重建”三部曲学术专著，论文被引用12000余次，还入选斯坦福大学全球前2%科学家“终身科学影响力排行榜 ”…… 兼顾科研、教学和行政任务的沈焕锋，凭借自身努力与勤奋，成为了一个有信心、恒心和忠心的人。
本期人物访谈对话武汉大学资源与环境科学学院院长沈焕锋，请他讲述与武大的不解之缘，解析武大的测绘地信“基因”，展望GIS技术的发展趋势，并为GIS学子带去宝贵的学习和人生建议。
《超图通讯》：从学子到院长，您的青年时代大半在武汉大学度过。可以分享您在武大发生的难忘、深刻的故事吗？
沈焕锋：从1998年考上大学至今，我在武大已经整整 24 年，这期间确实有很多成功的经验，也有失败的教训。这里我分享三个经常鼓励、开导团队老师与学生的“坎坷”小故事。
第一个故事发生在考研阶段。当时的研究生有公费生和自费生之分，自费生学费比较高。我的分数不算太低，但由于该专业就两人上线，另一个考生比我高，所以我只能是自费。这导致我非常自卑，又是跨专业，总感觉别人的基础比自己要好，别人比自己优秀。幸运的是，我遇到了张良培、李平湘两位老师，在他们的指导下，我在学生阶段取得了不错的成绩。硕士时期，我参与了由李德仁院士和龚健雅院士牵头的我国某卫星地面预处理系统的国产化项目，取得了一个关键算法的突破，比国外系统的精度还要高，博士毕业时发表4篇国际期刊论文，这在当时非常难得。所以，现在有学生抱怨基础比较差，我就用自己的经历来鼓励他，努力比基础更重要！
第二个故事发生在博士答辩阶段。彼时觉得自己做的成果还不错，结果博士答辩大部分同学是“优秀”，只有我是“良好”，这小小地打击到了我，后经“闭门思过”才调整过来。这个案例我也经常拿出来和团队分享，让他们正确看待项目未获资助、论文被拒、评分不高等一些貌似“不公平”的结果，所有的评审都是客观加上主观的综合。首先，评审结果不理想不一定是水平不行，还有很多其他因素影响；其次，大概率情况下，自身确实往往会在存在不足。与其生气、抱怨，不如好好总结，去进一步努力改进。自知者不怨人，知命者不怨天；怨人者穷，怨天者无志。
第三个故事发生在找工作阶段。毕业那年，由于各种原因，我的工作找得一直不是很顺利，虽然有外地高工资的offer，但我非常想留在武汉，却一直没有结果。一直等到7月份，同学们都走光了，我实在有点坚持不下去了，最后却机缘巧合地来到资源与环境科学学院工作。自己也非常珍惜这样一个机会，也努力取得了一些小成绩。这启发我要辩证看待眼前利益和长远利益的关系，跟优秀的群体在一起，你就会向优秀靠近。
《超图通讯》：您本科专业是测绘工程，硕士专业是地理信息，博士专业是遥感，一路从懵懂学生成长为一名院长。这些不同专业的文化知识，对您的个人发展起到了什么作用？
沈焕锋：我本科、硕士、博士的专业确实各不相同，但我没拿到硕士学位，直接硕博连读获得摄影测量与遥感博士学位，也算是经历了测绘学科下面的三个二级学科。另外博士期间，我还在香港浸会大学的数学系做了一年研究助理，工作之后又从事测绘遥感在环境监测、地理分析方面的应用研究。
这些经历使我充分领略了一个道理：他山之石可以攻玉。比如我们专业经常碰到很多的问题，苦于寻找有效的方法；而数学领域则有很多方法，但找不到可以应用的问题。我们专业与数学专业一结合，通过学科交叉，就能够产生一些新的火花，激发新的创新点。
所以我认为，学科交叉应该是学术与技术创新的一个重要途径和源泉。因此我对一些青年科技工作者的建议是：与其在原有方向上内卷，不如大胆在交叉方向上尝试，这更有利于找准自己的研究特色与定位，实现错位竞争。
《超图通讯》：武汉大学为中国测绘地信行业培养了大量中坚力量，堪称行业的 “黄埔军校”。在您看来，武大地信“黄埔军校”的基因从何而来？
沈焕锋：1956年，武汉测量制图学院（简称“武测”，后改名为武汉测绘学院、武汉测绘科技大学）成立，建校时有工、航、大、制四个专业，即工程测量、航空摄影测量、天文大地测量、地图制图。现在的武汉大学测绘遥感地理信息学科就源自武汉测量制图学院。
如陈述彭先生所述，“GIS脱胎于地图学”，王之卓先生阐述得更具体一点，“GIS脱胎于机助地图和地图数据库”。资源与环境科学学院历史上先后开办了地图制图、地理信息系统与地图学、地理信息系统等本科专业，到现在的地理信息科学专业，已经走过了66年的发展历程，万遇贤、胡毓钜、毋河海、祝国瑞等一批老地图学家在学院哺育英才，郭仁忠院士、王桥院士曾长期在学院教书任教。2000年，四所学校合并成立了新的武汉大学，这给地理信息学科带来了一个新的发展契机，就像李德仁院士所说，“小鱼游小缸，大鱼进大江”。合并以后，我们在生源质量、国家支持力度方面有了很大的提升，学科也获得了更快发展，很多毕业生从武大走出，在测绘地理信息行业发光发热，甚至长成为行业的中流砥柱，正实现了我们的办学初衷。需要说明的是，除了资源与环境科学学院以外，武汉大学还有多个二级单位协同开展GIS人才的培养，像李德仁院士、龚健雅院士、边馥苓教授等，他们对GIS学科与专业的发展功若丘山。
《超图通讯》：武汉大学资源与环境科学学院作为国内重要的GIS人才培养基地，在大学生培养方面有哪些好的举措？
沈焕锋：目前资源与环境科学学院涉及四个一级学科，包括：地理学、测绘科学与技术、环境科学与工程、公共管理 ( 土地资源管理 )。武汉大学是一所综合性大学，资源与环境科学学院又是武汉大学中综合性、交叉性最强的学院，因此大学生培养更加具备复合型人才培养的特点。
比如，本科阶段资源与环境科学学院是大类培养，我们的专业大类是空间信息与资源环境，涉及学院七个专业，前几个学期的课程设置完全相同，后面才进入专业模块学习。根据武汉大学的培养目标，希望能够培养引领未来社会进步和文明发展的国家脊梁和领袖人才。为了实现这一目标，我们不仅要给学生宽广的知识储备，学习与本专业密切相关的课程，还要学习一些其他相近专业的课程，我们对选外专业课程有明确要求。
GIS既属于地理学，也属于测绘学。因此资源与环境科学学院在GIS教育中非常注重 “ 理工并举 ”。“武测”以前开办的专业基本都属工科，学院围绕GIS在1995年开办了学校第一个理科专业，2003 年获地理学一级学科理学博士点，2008 年获批国家理科基础科学研究和教学人才培养基地，2021年获批国家基础学科拔尖学生培养计划2.0基地。当前，武汉大学地理信息科学专业仍然分两个方向：一是偏理学方向，注重培养学生的理论基础和科学素养；二是偏工学方向，注重培养学生的技术特长和工程化能力。两个方向相辅相成，培养学生在科学思维基础上增强解决实际问题的能力，这也是我们学生在考研、就业等方面广受欢迎的原因之一。
资源与环境科学学院还有一个特点就是“双轮驱动”，既面向国家需求，培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者与接班人，又注重培养学生全球视野，通过多模式、多途径、多批次的国际联合办学与访学项目，拓展学生的全球视野和国际创新意识。
资源与环境科学学院杜清运教授牵头，总结我们近20年的办学经验，申报的“理工并举、双轮驱动的地理信息专业创新人才培养模式”，获得武汉大学教学成果特等奖，目前也正在申报更高级别的奖项。
《超图通讯》：在时空数据等研究上，武汉大学资源与环境科学学院有哪些特色？
沈焕锋：在科学研究方面，资源与环境科学学院GIS方向的老师有50余位，覆盖了GIS学科的大部分研究方向。资源与环境科学学院GIS科研的第一个特色是地图方向，这也是我们GIS发展的根基。如艾廷华教授在地图综合方向颇有建树，其研究成果先后支撑了两个国家科技进步二等奖；杜清运教授、任福教授团队，在全媒体电子地图的研究成果也得到了非常广泛和深入的应用；苏世亮教授、翁敏副教授团队，在决策分析地图、民生地图分析方面取得了重要突破，用于20多个省/市的地理国情和国土三调数据的社会化应用，成果被Journal of Maps 评为2020国际年度最佳地图。
资源与环境科学学院科研的第二个特色就是贴近行业，特别是自然资源与生态环境的结合，如刘耀林教授团队在土地信息技术方向取得了领先的成果，不仅获得了国家教学成果奖，还获得了国家科技进步奖，其成果在全国土地调查、全国地理国情普查重大工程上进行了深入应用；应申教授与郭仁忠院士合作，在三维地籍管理方面取得了重要突破，在国际上建立了第一个三维地籍系统，在深圳市政府办公系统中支撑业务应用，并被国务院在全国推广（国函（2020）96号）；我所带领的团队在环境感知方面，集成遥感、空间模拟、人工智能、并行计算等技术，开发了生态环境智能感知认知系统—— 智能生态云脑 , 实现了生态环境参数的三维动态无缝感知。
此外，近些年资源与环境科学学院也在着力发展一些新的特色方向，如新引进的贾鹏教授从事健康GIS研究，开创了“空间全生命周期流行病学”研究方向，创建了空间全生命周期流行病学国际研究中心等。
《超图通讯》：在产学研合作上，武汉大学资源与环境科学学院有哪些显著成果？
沈焕锋：在产学研合作上，资源与环境科学学院也进行了一些探索。
如刚上市的武汉光庭信息技术有限责任公司，资源与环境科学学院的李霖教授就是创始人之一，目前是公司的首席科学家，学院利用在地图学和地理信息系统专业知识和人才优势，支持光庭公司在导航电子地图数据业务发展和壮大。我们院艾廷华教授基于地图综合技术与华为合作，在网络地图的高密度复杂地理信息可视化上，解决了一些关键计算问题。
又如资源与环境科学学院高峰老师创办武汉智图科技有限责任公司，已具备甲级测绘、乙级土地规划、软件企业和大数据企业等资质，最近三年连续获得“中国地理信息产业最具活力中小企业”称号。
当然，资源与环境科学学院与超图公司也进行了很好的合作，通过多个途径我们取得了良好的合作效益。如联合成立了武汉大学与超图软件的“GIS教学及应用创新中心”，联合举办寒暑假青年教师GIS研讨班，深度参与SuperMap 杯高校GIS大赛，对大赛获奖学生考研给予加分，并且我们已将该赛事列入了武汉大学国家级竞赛列表，这在企业主导的赛事中还是比较少的。
《超图通讯》：SuperMap杯高校GIS大赛是国内最早设立的面向大学生的GIS大赛，至今已经连续举办19届（第20届大赛于2022年3月开赛），深受武大师生的喜爱，近年每一届都有武大资环的学子参赛并取得好成绩。在您看来，GIS大赛对高校学子的积极影响主要体现在哪些方面？
沈焕锋：SuperMap杯高校GIS大赛确实深受同学们欢迎，特别是大家在参赛之中得到了很大的锻炼与提升。我认为GIS大赛对学子的积极影响主要体现在四个方面:
第一 , 巩固了学生所学理论知识。在学校大部分知识都是通过课堂授课来完成，只学不用难以掌握牢固。而通过GIS大赛，学生们能够把知识活学活用，让所学的理论知识得以巩固；
第二 , 提升了学生学习的能力。在比赛中仅利用已经学到的知识肯定是不够的，还需要学生们自主、自发地学习其他的知识，这个过程就可以有效提升学生的创新能力与动手能力；
第三，提升学生的专业兴趣。在备赛过程中，通过一定程度的自由选题，可以真正把学生的兴趣和专业结合起来，增强他们对GIS专业的兴趣和热爱；
第四，增强学生的自信心。这也是非常重要的一点，GIS大赛帮助学生从对专业的懵懂，到自己研发出新产品或者新算法等，这将大大提升学生的自信心。
《超图通讯》：结合您个人的成长经历，给年轻人谈一谈想学GIS专业，需要做好哪些方面的准备？高考在即，如果一名高中生想报考GIS专业，院长想对他说些什么？
沈焕锋：GIS既是地理学，又是测绘科学与技术的主要学科方向。地理学是跨越自然科学和社会科学的综合科学，在学科体系里被归为理科范畴；测绘科学与技术属于工学。而高中地理课却被普遍认为是文科，所以可能会带来一个认知误区：GIS专业可能也是偏文。
实际上，GIS需要有非常好的数学与物理基础，甚至在一些研究方向上生物、化学也很重要，所以在选考科目上除了数学是必考之外，建议还要将物理作为选考科目。
对于即将高考的学生，如果之前没有选择物理，但又对GIS特别感兴趣，如果招生学校没有限制，也是可以申报GIS专业的，但将来要加强对相关课程的补修。对于研究生考生来说，如果本科不是GIS专业，除了数学、物理之外，计算机相关课程也要十分重视，特别是在计算编程语言方面，最好有较好的基础。
我想对考生说：如果你想探索科学的奥秘，又想掌控技术的魔力，还想解决生活中的问题，欢迎报考GIS专业，你的理想一定能够实现！
《超图通讯》：过去大家讲3S集成，今天GIS应用已无处不在，您认为GIS和遥感、测绘、计算机等相近学科之间的关系该怎样定位？
沈焕锋：作为空间信息三大基础技术，GIS、GNSS、RS的集成确实非常重要，这并不是一个新的命题，而是经过多年发展并仍有较大发展空间的方向。3S集成的例子不胜枚举，有时我们不由自主地集成了甚至都没有意识到。
对于三者之间的定位，我们可以理解为：RS相当于眼睛，GNSS是耳朵，GIS是大脑，通过眼睛、耳朵、大脑之间的相互配合，形成一个统一的有机体，提供空间信息的支撑与服务。除了最常规的RS、GNSS可以作为GIS的数据源，GIS也可以反过来进行支持，比如在遥感精细分类、定量遥感反演研究中，通过引入GIS及社会感知数据，可以使精度大幅提升。
当然，有一个 3S 集成的应用经常出现在电影里：在室内GIS系统中能够实时进行GNSS定位、RS感知室外的目标场景。这在现实中基本还没实现，其困难主要在于遥感空间分辨率与时间分辨率难以兼得，然而视频小卫星及其组网技术的发展，似乎让我们看到了未来这个应用场景实现的曙光。
另外，除了三个 “S” 之间的内部集成，还有很重要的集成是它们联合起来进行某个行业领域的应用。如智慧城市领域，郭仁忠院士在超图参与主办的2018 GIS软件技术大会（GTC 2018）主题报告中，有一个精妙的比喻，“GIS 就是智慧城市的操作系统 ”，GIS 是最为关键的基础技术，RS、GNSS 也可发挥较大的辅助作用。再如在环境监测应用中，RS 可能又占据相对重要的地位，GIS、GNSS 也将参与其中发挥作用。
计算机技术则是更为基础的支撑，硬件方面可提供存储与计算能力，软件方面可提供计算算法，特别是近期人工智能技术的发展 , 将可能促进 3S 技术大踏步向前发展。
《超图通讯》：随着技术发展和需求涌现，GIS是否隔一段时间就会进入一个新的发展阶段？您认为，未来GIS的发展趋势有哪些？
沈焕锋：GIS发展这么多年，经历了不同的发展阶段，有人把其归纳为从 “ 系统 ” 到 “ 科学 ” 再到 “ 服务 ”。GIS的下一个时代应该是智能时代，GIS还会有更大的发展空间，这需要与其它学科、技术进一步集成与融合，无论从科学、技术还是产业方面来说，都是如此。
从科学层面，GIS应该进一步与领域模型进行结合。如GIS的空间模拟，目前在业内主要专注于城市扩张、土地利用变化等方面的模拟，国内一些团队在国际上都已经处于领先水平。但如果要实现定量模拟，就需要与相关领域模型进行结合，如水文模型可以模拟一些重要水文参数的变化，陆面模型用于模拟土壤湿度、土壤温度、土壤质地等参数，大气模型可以实现对风、温、湿、压等气象参数以及PM2.5、臭氧等污染参数的模拟 …… 这些模型目前主要由大气学家、水文学家等各领域的专家来开发。
GIS 与这些模型的结合具有非常大的发展前景，我们再回顾一下数字孪生的概念，其第一点就是要充分利用 “ 物理模型 ”，这些模型都内嵌了较为严格的动力学物理机制，如果将之融入GIS，对GIS本身将是一个极大的扩展。
正如周成虎院士总结：“ 通过对相关专业领域的模型成果和建模知识，进行计算机可识别的表达、集成和推理应用，高保真地实现地理系统综合模拟和分析。”
从技术层面，GIS要与大数据、人工智能等新技术紧密结合。当前，地球科学正在经历从数据匮乏到数据丰富的转变，人们获取与生产时空数据的能力已经远大于对其进行处理、分析与理解的能力。在此背景下，基于大数据的第四科学范式，已经成为地学研究的一个重要支撑。
而人工智能被认为是破解大数据潜力的 “ 金钥匙 ”，它分为三大流派：符号主义、连接主义、行为主义。符号主义的典型代表为知识图谱，当前地学知识图谱的构建与应用也成为一个研究热点。机器学习是人工智能的实现方式之一，我们熟悉的机器学习中的神经网络、深度学习等，就属于连接主义的典型代表。行为主义主要体现在一些智能控制方面，与日常生活相关的如智能导航、自动驾驶等。所以说人工智能的三大流派都可以与GIS建立关联，如果将这些先进技术与GIS充分融合，我们将真正进入一个GIS的智能时代。
从产业层面，我觉得还是要进一步融入大IT产业。事实上，IT产业已经对GIS的发展起到了相当大的促进作用。最具代表性的就是谷歌地球，现在国内包括百度、阿里、腾讯等IT大厂都有自己的地图服务产品，华为也正在抓紧开发花瓣地图。当然，这在某种层面上会对传统GIS行业带来一定冲击，但从宏观领域层面来看，无疑将对GIS行业起到更大的促进作用，我们应该珍惜这个机遇，接受这个挑战。
《超图通讯》：在您看来，行业需求与高等教育之间的差距在哪里？
沈焕锋：行业需求和高等教育之间，有时确实会存在一定的鸿沟。
一是在人才培养方面，行业里特别是一些企业，有时可能比较看重毕业生的 “ 即战力 ”，希望毕业生能够来之能战，工作后马上干活出活。时常听到企业抱怨说现在学生比以前在专业上要逊色，在某些方面的知识储备不足，“ 该学会的没有学会，该学精的没有学精 ”。
但根据当前的发展形势，高校特别是综合性高校，在人才培养方面更加注重综合能力的培养，更加注重培养学生学习知识的能力，而不再限于知识本身，这样也是为了让毕业生尽可能避免由于技术变革、政策导向变化等导致的 “ 结构性失业 ” 问题，其知识面宽广了就可能导致在某些方面没有以前的学生学得那么精，所以建议用人单位要有足够的耐心和信心，更加注重长远效应，一定是江山代有人才出，一代更比一代强。
反过来说，大学也需要根据社会与行业发展需求优化培养模式，特别要更新培养方案，淘汰或整合一些过时的课程，开设一些符合当前发展趋势的新课程。我们资源与环境科学学院的培养方案都是四年一大改，就是为了不断适应学科发展与行业发展的新需求。
另外，在人才培养过程中，有必要加强高校与企业二者的沟通与合作，比如资源与环境科学学院有“行业专家进课堂”这一举措，把行业专家请到课堂上讲授最新的行业发展态势与技术，甚至也给行业专家开设课程，特别是一些创新创业课程；再有，高校和企业可以联合建立实习基地、共同承担产学合作协同育人项目等。当前开展的相关合作也不少，还需要进一步做实做细。
二是在科技工作方面，要持续搭建行业与高校之间的桥梁。行业会更注重应用创新，在一些重大需求的牵引下，有时会催生一些重大的创新领域。比如云计算是谷歌提出，智慧城市是IBM提出，数字孪生是美国空军研究实验室首次给出正式的定义，元宇宙也是Facebook等企业在推动。行业、企业提出的这些新技术框架，也为高校老师的研究提供了扩展空间，通过将理论方法研究优势与新框架、新需求结合，可以取得更为显著的创新成果。
另外，很多高校教师还掌握一些行业内的核心技术，但目前国内这种从学术成果到产业应用的转化机制还有很大提升空间，不是每个老师都有时间去办企业，如何打通科技企业与拥有核心技术的研究人员之间的成果转化渠道，这非常重要。
国家层面也有一些努力和尝试，如鼓励校企联合承担国家的重大科技项目等，但实际上运行效果仍然有很多改善空间，在这个过程中，如何促使企业进行真配套、如何界定成果归属、特别是项目结题后如何推进落地，都需要建立更加顺畅、更加完善的机制体系。科研成果尽快进行转化应用，才能充分发挥它所具备的真正价值。
刘耀林
1997.8-2000.7任武汉测绘科技大学土地科学学院院长，2000.8-2017.6任武汉大学资源与环境科学学院院长，现任地理信息系统教育部重点实验室主任和数字制图与国土信息应用自然资源部重点实验室主任
武汉大学地理信息领域的人才培养，始于1956年武汉测量与制图学院的地图制图专业和1995年武汉测绘科技大学的地理信息系统专业（学校创办的第一个理科专业），后经1998年的测绘专业调整和地理信息系统专业改名。
现在，地理信息科学专业招收本科学生，2020年获批建设国家首批一流专业；1994年和1998年分别获得地图制图与地理信息工程（工科）和地图学与地理信息系统（理科）博士点，2000年被评为国家重点学科；2003年获批地理学一级博士点和博士后流动站，2008 年获批地理学国家基础学科人才培养基地，2021年地理学获批基础学科拔尖培养计划2.0基地，1999年建立数字制图与国土信息应用国家测绘局重点实验室（现为自然资源部重点实验室），2002年建立地理信息系统教育部重点实验室。
经过多年的建设和发展，资源与环境科学学院形成了较为完善的地理信息领域多层次人才培养体系和 “ 理工 ” 结合的地理信息人才培养特色，同时与国外多所大学联合培养地理信息领域的人才。新任院长沈焕锋教授，有强烈的事业心和责任感，相信在他的带领下，学院的学科建设、人才培养和社会服务会取得更大的成绩。
杜清运
2017.6-2021.12任武汉大学资源与环境科学学院院长，现任地理信息系统教育部重点实验室、数字制图与国土信息应用自然资源部重点实验室常务副主任
地理信息科学是一门枝繁叶茂的学科领域，从地图制图学起步，成长在地理学和测绘科学的交叉部分，经历了数字化、信息化发展，正在走向智能化，人类的终极信息系统必然是一个融合时空信息和处理能力的“地理”信息系统。
三十多年，我们培养了超过5000名地理信息科学人才，如今活跃在世界各地的机构、企业和高等院校，更重要的是把我们的地理信息科学专业建成了一个世界知名的一流本科专业，在综合性大学的众多专业中争取了宝贵的生存环境和发展领地。一代又一代的努力才是其成功看不见的动力。
祝愿在沈焕锋教授为代表的新一任领导团队的带领下，学院走学科和专业内涵式发展道路，和国内以及全球的地理信息产业共成长。
超图集团
采编：刘宏恺 王静静
编辑：王宇卫
审核：吴晓燕
审签：刘宏恺
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