潮涌荆楚 聚势突破|张祖勋院士:从零起步 专研摄影测量一辈子-新华网
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2024 03/27 20:55:41
来源:新华网

潮涌荆楚 聚势突破|张祖勋院士:从零起步 专研摄影测量一辈子

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  编者按:为进一步加大对湖北科技企业、重大平台、重点人才(团队)、最新成果的宣传推介,着力打造“创响荆楚”宣传品牌,为湖北加快打造全国科技创新高地营造良好舆论氛围,湖北省科技厅在新华网推出“潮涌荆楚、聚势突破”系列报道。敬请关注。

  图为张祖勋院士指导大学生科技创新

  在武汉大学,有一位80多岁的大地“摄影师”,他在测绘遥感领域深耕60多年,推动中国数字化影像测绘技术从零起步,走向国际领先,他就是中国工程院院士张祖勋。

  14年艰辛探索

  推出中国首个全数字化自动测图设备

  中国工程院院士、武汉大学遥感信息工程学院教授张祖勋,钻研摄影测量一辈子,执着于摄影测量与遥感领域研究。为打破国际技术垄断,他和团队14年艰辛探索,推出中国首个全数字化自动测图设备,不仅填补了国内科技领域空白,还取得了世界瞩目成就,令国际同行刮目相看。

  谈及摄影测量与遥感技术,张祖勋说,1955年刚考入大学时,甚至连“测量”是什么都不知道。“当时就看到有个反光镜,两张照片放在底下,哇,这个山就全部高起来了。我想这里大概还有学问,就这样我选择了摄影测量。”

  20世纪70年代,中国测绘事业艰难起步。1976年,张祖勋被派往瑞士最先进的航测仪器厂学习。“我们去瑞士就像‘刘姥姥进大观园’。”张祖勋说,也就在那个时候,他认识到了中外科技差距。从此下定决心,要让中国测绘遥感技术在国际上有一席之地。

  1978年,张祖勋的老师王之卓先生提出,中国摄影测量要走全数字化自动测图之路。当时,国内外大多认为“胶片是影像最好的信息载体”,影像“数字化”理论显得不可思议或为时太早。

  张祖勋认为老师的想法很有挑战性,值得为之一搏。作为王之卓的得力助手,张祖勋主动承担起这个课题的攻关重任,从零开始,向前“爬”。

  “当时肩扛手提仪器搞测量,就像小米加步枪。”课题组购买了当时世界上最先进的影像数字化器、计算机。“说是先进,计算机内存仅64K,也没有图像显示器,无法直观看到图像处理结果,效率极其低下。”张祖勋说,一张图片的大小是125MB,计算机配置简直不在一个量级上。

  另外,当时的计算机没有显示器,搞图像处理只能摸黑。例如核线排列,现在学生的课间实习就能做,很简单。那时没有显示器,团队只能用打印机打出来,看看两条核线是否排得一致。这一项动作就花了团队4个月到半年时间。

  历经14年时间,课题组终于研制出中国首个全数字化自动测图设备,用计算机代替传统测量仪器,用计算机影像自动匹配代替人眼观测,实现测图自动化。全数字化自动测图是摄影测量从理论到实践的彻底革命,整个测绘界为之震动。

  这项成果1993年获国家自然科学二等奖,在国际上被誉为“羽翼丰满、具有很多创新点、参与全球竞争的产品”。如今,全数字化自动测图系统VirtuoZo远销英美等发达国家,无人机测绘更是创利20多亿元。

  此后,张祖勋经常带着研究生用无人机丈量山河大地。在金沙江白格滑坡,他监测高山峡谷区的每一道裂缝,有效进行地质灾害预警;汶川地震发生后,他率领团队用最新技术制作出震区首个数字地面模型和正射影像图,为抗震救灾部署起到至关重要作用;在陡直的峭壁间,他力争还原山西悬空寺古建筑细节,为文物保护出谋划策……

  创新第三种摄影测量方式

  让摄影测量技术应用更广泛

  多年来,张祖勋带领团队,努力克服一个又一个难题。

  在长江三峡有一块危岩,叫“箭穿洞”。在这个三峡库区1:2000的正射影像图上面,这个“箭穿洞”就剩下这一个点,但它实际是有一块高200多米的危岩,可在地图上没有任何信息。

  要加固危岩,就需要掌握滑坡和危岩的数据,如何获取数据?在当时,地质考察人员不得不利用攀岩的办法来实现,下面就是长江,非常危险。

  张祖勋团队打破固有思维,在二维对地正射影像、三维倾斜摄影之外,找到第三种摄影测量方式——贴近摄影测量。

  贴近摄影测量是面向目标的摄影测量,它以物体的面为摄影对象,针对三维空间任意坡度、坡向的面摄影。

  历经两年多的时间,贴近摄影测量越来越完善,应用面也越来越广,可高度还原地表和物体精细结构,也可应用于城市精细重建、古建筑重建、水利工程监测等方面。

  两度捐款100万元

  奖励年轻一辈教学出色的教师

  谈及从科研追梦人到科研带路人,张祖勋将毕生成就归功于“遇到一位好老师”。他认为科学发展在于人才的接力、教育的传承。

  张祖勋作为大学教师,始终不忘师者的传道使命,一次次理论革新、一项项原创算法、一个个反复试错后的优化方案,都聚沙成塔凝结在《数字摄影测量》教材里。这本里程碑式的教材惠及数十万人,对培养专业人才产生了巨大作用。

  60多年科研教育生涯,张祖勋的身边人才济济。如今,他把接力棒传给更年轻的教师。

  2017年,张祖勋向武汉大学遥感信息工程学院捐赠100万元,倡议设立“教书育人奖”,鼓励在教学一线辛勤耕耘,深受学生爱戴的优秀教师。

  2021年,张祖勋获得“杰出教学奖”。随后,他再次将100万元奖金全部捐给武汉大学遥感信息工程学院,用于充实学院“教书育人奖”。

  “用杰出教学奖的奖金,去奖励年轻一辈教学出色的教师,再适合不过了。”张祖勋笑着说。(丘剑山)

  图为张祖勋院士在实验室

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