武汉大学测绘学科60年：战略性新兴产业的有力“推手”

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作为我国测绘遥感与地理信息技术科研的基地，武汉大学测绘学科引领和推动着传统测绘向数字化测绘和信息化测绘方向发展，地理信息系统向地理信息服务转移。在学科创新、发展、壮大的同时，不断探索在实践中建立良性的产学研合作机制，推动着我国测绘地理信息产业快速发展，为测绘地理信息产业成为关系国防安全、国民经济与社会发展的战略性新型产业，做出了重要贡献。“神速”测绘显威力传统测绘精度差、效率低、周期长，面对应急测绘、快速反应、数据更新“束手无策”，只能“袖手旁观”。因此，改善传统测绘的技术理念、拓宽延伸服务领域、提高应用效率，成了一代“测绘人”肩负的新使命，他们孜孜以求地推动着传统测绘向数字化和信息化测绘方向的发展。在汶川地震应急测绘中，武汉大学的“DPGrid”大显“神威”，解决了常规手段难以完成的大规模影像快速自动处理难题，使原来上百人需要一天时间才能处理完的数据，缩短到一个系统10小时内自动完成，在第一时间为应急救灾提供了重要的测绘情报。“DPGrid”（Digital Thotogrammetry Grid），是张祖勋院士带领团队研制出的具有自主知识产权的新一代数字摄影测量网格。它打破了传统的摄影测量流程，充分应用当前先进的数字影像匹配、高性能并行计算、海量存储与网络通讯等技术，实现大规模航空航天影像的自动化快速处理，缩短地图更新周期，提高空间信息获取的实时性。该系统已经成功应用于汶川地震救灾、西部测图、基础地理数据更新等国家重大工程。在汶川、玉树灾后得到应用的另一项标志性成果——“大地水准面精化”技术，仅用15天，重建了灾区的“数字化高程基准”，堪称“神速测绘”。主持者李建成院士表示，通过汶川和玉树灾区应急测绘实践，实现了基准建设和测图同步协调作业，首次在我国建立了应急测绘集成技术体系和测绘信息应急服务系统，为灾区快速重建提供了可靠的测绘技术服务与保障。李建成师从宁津生院士，他坦言最初选择“物理大地测量学和卫星大地测量学”时，“大地水准面”还只是作为一个专业名词存在，尚未引起学界的关注。师徒二人及其研究团队创新性地提出用数字高程基准取代传统水准标石，建立并维持国家现代高程基准，引领了我国现代基准建设；完成了从米级到分米级、到厘米级、再到亚厘米级三次精度提升；成功实现建立1厘米精度城市和5厘米精度省级似大地水准面，精度水平整体提高了一个量级；利用高精度区域似大地水准面和GPS，实现了长距离跨海厘米级精度的高程基准传递，解决了近海区域跨海高程测量难题。目前，该成果已规模化推广应用到150多个省、市、区域的数字高程基准建设工程。着眼于服务做研究今年7月初，武汉城区遭遇渍涝，其中江夏区受灾最为严重，部分区域出现漫堤险情，情况危急。遥感信息工程学院水利遥感团队的3位研究生任润东、邢晨、贾祎琳，随即展开遥感影像提取和面积计算分析工作，仅用22分钟就监测到鲁湖湖水面积扩大近一倍，为应急处置提供了可靠的第一手资料和遥感影像技术支撑。入汛以来，3人24小时坚守在水利部大楼内，每天6次搜索全国水涝受灾地区的多源遥感卫星影像，发现有效数据立即处理、加工，制作专题图。他们的导师孟令奎教授则远程指导，密切跟踪汛情发展，确保质量。这样的事例不胜枚举。作为一门应用性极强的科学，测绘学科着眼于现实，注重服务，通过与科技成果转化企业武大吉奥、武汉立得、武大卓越、武汉适普等公司以及众多测绘地理信息高科技企业合作，推动测绘地理信息产业快速发展。2013年4月20日8:02，四川省雅安市芦山县发生7.0级地震，震源深度13千米。我校卫星导航定位技术研究中心自行研制的“广域实时精密定位系统”实时捕获了地震信号，为地震板块运动分析和监测提供新的技术手段。这项“十一五”国家863计划重点科研成果，以广域差分和精密单点定位技术为基础，集成先进GNSS（全球卫星导航系统）实时数据处理、互联网和卫星通信等技术，可实现全国范围厘米级到分米级的实时精密定位服务。标志着我国的GNSS技术监测水平已跻身国际先进前列。除了在灾害预警和防护方面大显身手，武大测绘更是频频亮相重要场合。两院院士李德仁带领的专家团队，利用世界先进的测绘遥感技术，从北京奥运会申办、场馆建设到奥运会举办，全方位提供“贴身服务”。装有10个高清数码摄像头、罗盘及GPS全球定位系统的武汉大学移动测量汽车，每天工作12个小时，行驶在北京街头获取街景立体图像，细小到3厘米的东西都逃不过它的“法眼”，制作成影像式电子地图可供人们出行参考，也用于监控各个奥运场所的建设进度，是否达标等。李德仁说：“武汉大学的测绘遥感技术服务于北京奥运会，绝大多数是免费的，把高科技运用到奥运会保证其便捷与安全是科学家的责任和义务。”推动地理信息产业迈向世界作为中国的“GPS”，北斗导航系统是国际第三大卫星定位系统（前两位分别是美国的GPS和俄罗斯的GLONASS），目前已在许多领域广泛应用，上至气象天文，下至地震灾害监测、农业、智能交通、智慧城市以及产业的转型等方面，北斗都发挥着重要作用。北斗卫星导航系统专家委员会成员刘经南院士透露，武汉导航与位置服务工业技术研究院牵头，和武汉大学及国内其他相关研究团队合作，正联手制定北斗智能手机高精度定位导航芯片的相关标准，最快有望在2016年底问世。刘经南说，该标准经有关国际行业组织认证通过后，将成为北斗在智能手机高精度定位导航芯片领域走向市场，进而走向世界的“通行证”。事实上，北斗的“国际之旅”早已启程。11年前，泰国公主诗琳通访汉时，问李德仁：“我们泰国总下雨，天上那颗光学卫星要在晴天才能拍照片，你能不能搞一个下雨天也能照的？”李德仁肯定地回答：“当然可以，雷达卫星能穿透云层，发送信号到地面。”得到肯定回答的诗琳通公主喜出望外，几年间公主3次到访武汉大学和武汉地球空间信息产业基地，洽谈合作。以公主的名字成立了武汉大学诗琳通地球空间信息科学国际研究中心，并在武汉东湖新技术开发区建立了卫星地面站，推进中泰在人才、技术、产业等方面的全面合作。“总靠消耗人力、原材料，浪费能源，污染环境，中国永远不可能赶上发达国家”，李德仁说，中国的出口，长期是帮人家盖房子、修路、修机场，都是劳动力密集型输出。我们搞地球空间信息学，搞卫星应用，为的就是不再卖劳力，而是走向高科技输出。对北斗产业而言，中国北斗卫星正面临着从亚太局部走向全球系统的重要机遇。他们的目标是到2020年，中国北斗卫星将达到30颗，基本覆盖全球。“武大测绘”的世界影响力不断扩大，成为“中国测绘”在世界的主要代表。2015年，第十三届Esri中国用户大会，宣布了Esri公司与武汉大学正式开启合作，双方共同推进DPGrid的产品化，将该项技术融入ArcGIS平台，实现DPGrid技术及应用在全球的推广。这标志着测绘学科通过国际合作的通道，推动地理信息产业走出国门，迈向世界。Esri中国信息技术有限公司总裁何宁表示这是一个具有里程碑意义的信号：在全球领先的ArcGIS产品中，将展现更多的中国元素，融入更多的中国“智造”。（记者：严航  编辑：杨欣欣）

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编辑：蔡丽华

审核：朱林烨 李茂永

指导：万剑华教授(微信号928135614)

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