大年初一,得到火神山醫(yī)院正式動工的消息,身處武漢的李德仁院士立即布置展開科研,利用航天遙感手段采集醫(yī)院施工前后的衛(wèi)星照片,開展環(huán)境監(jiān)測評估。
李德仁,湖北省唯一的中國科學(xué)院、中國工程院兩院院士,武漢大學(xué)教授,1939年生于江蘇泰縣,1963年畢業(yè)于武漢測繪學(xué)院(現(xiàn)武漢大學(xué)遙感學(xué)院)后,一直從事地球空間信息學(xué)的教學(xué)研究和科研攻關(guān)。疫情發(fā)生以來,李德仁院士指導(dǎo)團隊,就火神山、雷神山醫(yī)院建設(shè)對周圍環(huán)境的影響進行評估,為疫情防控提供技術(shù)支持。
是什么動力,讓這位年過八旬的院士主動請戰(zhàn),指導(dǎo)利用地理空間技術(shù)手段參與武漢保衛(wèi)戰(zhàn)?李德仁在接受本報記者采訪時回答:“我們家訓(xùn)中第一句就是‘愛我中華、興我家邦’。國家有難,我不能袖手旁觀,要做力所能及的事。”
我們現(xiàn)在身處一個物理空間和網(wǎng)絡(luò)空間交叉融合的時代
問:在火神山、雷神山醫(yī)院建設(shè)過程中,您和您的團隊做了哪些工作?
李德仁:火神山、雷神山醫(yī)院的建設(shè)受到全國人民高度關(guān)注??吹较⒑螅揖驮谒伎?,如何用自己的專長為國家多做事,用智慧化的手段來應(yīng)對異常情況。
1月25日起,我聯(lián)系團隊成員,協(xié)調(diào)合作單位搜集醫(yī)院施工前的照片,并與后面幾天的照片進行比對研究。工作組首先獲取2019年10月29日高分二號衛(wèi)星拍到的照片,全色多光譜影像顯示,擬建火神山醫(yī)院的區(qū)域當(dāng)時無任何建筑物。1月26日,醫(yī)院建設(shè)3天后的衛(wèi)星圖片顯示,北區(qū)箱式板房基礎(chǔ)建筑工作基本完成,其他區(qū)域也在進行。1月29日的夜間圖片顯示,醫(yī)院工地的夜間平均亮度是北側(cè)住宅小區(qū)的4.3倍、西側(cè)道路的9.48倍,說明工地上正在開展極其高強度的建設(shè)活動。1月31日的照片可以看出,醫(yī)院板房區(qū)域場地平整,地基建設(shè)已經(jīng)完成,集裝箱板房已經(jīng)批量進場。后來又對雷神山醫(yī)院進行了監(jiān)測。我們把衛(wèi)星照片發(fā)出來,既是為醫(yī)院建設(shè)提供數(shù)據(jù)支持,也是告訴大家,衛(wèi)星在天上看,這兩座醫(yī)院建得很快。
在火神山醫(yī)院建設(shè)中,人們關(guān)心火神山旁邊的湖水有沒有受到污染。我提出用珠海一號高光譜遙感衛(wèi)星監(jiān)測。它有20多個光譜,可以從湖里對高光譜取樣,把動工之前和動工之后做對比,看看光譜有沒有變化。同時,我們團隊又用中國的高分三號和歐洲的雷達衛(wèi)星進行遙感監(jiān)測。評估顯示,地表穩(wěn)定,對水沒有污染,醫(yī)院建設(shè)對周邊環(huán)境沒有造成損害。
問:除了這兩座醫(yī)院的建設(shè),您所研究的地理空間信息技術(shù)在抗疫期間還在哪些方面發(fā)揮了作用?
李德仁:地理空間信息學(xué)分成三塊:遙感、導(dǎo)航和地理信息。監(jiān)測醫(yī)院建設(shè)用的是遙感技術(shù)。北斗導(dǎo)航定位用于提高精度,指揮交通管理、運輸物資以及醫(yī)院里消殺、送飯、送醫(yī)療器材的機器人、4000輛保證醫(yī)務(wù)人員上下班的城市電動自行車等。還有智慧城市建設(shè),把城市分成16000個100米×100米的網(wǎng)格,由下沉社區(qū)的干部補充采集大量數(shù)據(jù),實現(xiàn)網(wǎng)格化精細管理,在“四類人員”的隔離與收治中發(fā)揮了作用。這次能夠比較快地控制疫情,與時空數(shù)據(jù)集中、網(wǎng)格精細化管理有一定關(guān)系。
問:通過這次疫情防控實踐,遙感技術(shù)和大數(shù)據(jù)未來如何在應(yīng)急管理中更好發(fā)揮作用?
李德仁:應(yīng)急管理是國家的重大課題。疫情發(fā)生后,作為科技工作者,我一直在思考如何用智慧化手段應(yīng)對疫情,更好地運用數(shù)據(jù)和技術(shù)手段降低損失。我們現(xiàn)在身處一個物理空間和網(wǎng)絡(luò)空間交叉融合的時代,通過測繪、遙感等技術(shù)手段獲取各種時空大數(shù)據(jù),通過地理空間信息、時空大數(shù)據(jù)實現(xiàn)自動化管理,比如,讓機器人、無人機更多地參與工作,可以在盡量不影響人們社會活動的情況下防控疫情。
中國的遙感技術(shù)這些年進步很大。汶川地震時,我們用了72小時才從外國同行那里拿到一張遙感圖像。這一次兩座醫(yī)院的建設(shè),我們當(dāng)天8個小時內(nèi)就獲得了數(shù)據(jù)。從發(fā)展方向看,一個是提高智能化程度,另一個是提高響應(yīng)速度。我們現(xiàn)在的目標(biāo)是,空間分辨率達到0.5米,坐標(biāo)的位置精度在亞米級,充分判斷的周期小于5分鐘,從拿到數(shù)據(jù)到服務(wù)用戶小于1分鐘。這種技術(shù)將來可以用于很多行業(yè)。
讓城市更聰明,是治理體系和治理能力現(xiàn)代化必由之路
問:您是上世紀(jì)五十年代的大學(xué)生,我們注意到,您在大學(xué)期間曾經(jīng)到海南畫地圖,后來又下放到水泥廠勞動,這些經(jīng)歷對您今天的成就有什么影響?
李德仁:1959年,國家決定在海南島種天然橡膠。因為橡膠長在坡度小于3度、水土不流失的地方,就把我們300名大學(xué)生拉去搞測繪。在海南島干了10個月,做出300多幅地圖,這段難得的經(jīng)歷培養(yǎng)了我們的動手能力,讓我們這批人不僅有理論也有實踐,后來很多人都到全國各地測繪局成為了骨干。
“文革”期間,我被下放到石家莊水泥廠。第一年下車間當(dāng)工人,學(xué)會了如何生產(chǎn)水泥電線桿。后來廠長認為我是知識分子,就把我調(diào)到化驗室當(dāng)負責(zé)人。工作中,通過自學(xué)和實踐,與北京建設(shè)院水泥所的同志一起研制“新型硫鋁酸鹽水泥系列”產(chǎn)品,這種水泥凝固后很快產(chǎn)生應(yīng)力,強度很高,后來被用在唐山大地震搶險中,還獲得了國家發(fā)明二等獎。
問:您真正開始全身心搞科研是在上世紀(jì)八十年代,起步時的情況怎樣?
李德仁:1985年,我結(jié)束國外學(xué)習(xí)后回國,申請的第一個項目經(jīng)費4萬塊錢,第二個項目也只用了8萬塊錢,一切都是干起來的。成功在于堅持不懈的努力,讀書要努力,思索要努力,創(chuàng)新要努力,實踐也要努力。讀書、思索、創(chuàng)新、實踐,達成目標(biāo)不會一蹴而就,人的一生就是這樣一個過程。
問:許多搞科研的人,都要面對個人興趣和國家需要之間的關(guān)系,您是如何處理的?
李德仁:人的一生要活出個人的價值,就必須為社會、國家作貢獻。貢獻或大或小,但沒有高低貴賤之分。如果能夠把自己的興趣、長處和國家的需求結(jié)合在一起,那是我們追求的,但首先要做一個有教育、有素質(zhì)、有利于時代的人,這個很重要。國家要發(fā)揮人才作用,個人研究也要圍繞國家的大目標(biāo)進行。就像在這次抗疫中,很多醫(yī)生護士沖在前線,他們的興趣愛好可能不盡相同,但都選擇去把自己的工作做好。
問:3月2日,您進行公益直播,講授“讓未來城市更智慧”課程,為什么要專門做這樣一個網(wǎng)絡(luò)直播?
李德仁:這次主題為“智慧城市”的網(wǎng)絡(luò)公益直播,最多有18萬人同時在線,累計有36萬多人聽了這節(jié)課。在我看來,智慧城市是通過城市二維、三維的空間信息框架,利用物聯(lián)網(wǎng)、云計算、5G等技術(shù),實時采集人、車、物在空間中的動態(tài)數(shù)據(jù),再通過城市的智慧大腦產(chǎn)生正確反饋,進而指揮城市運營。
地球是一個物理空間,把地球上的東西數(shù)字化后放在網(wǎng)上去,就是數(shù)字地球。智慧地球則是數(shù)字地球加上物聯(lián)網(wǎng),它支持人與人、人與機器、機器與機器的參與和溝通,提供面向IP的新服務(wù)。智能交通、遠程醫(yī)療、戶外流媒體、數(shù)字家庭、車載娛樂信息及遠程信息服務(wù)實現(xiàn)后,人類的智慧地球時代也就到來了。
讓城市更聰明一些、更智慧一些,是推動城市治理體系和治理能力現(xiàn)代化的必由之路,前景廣闊。從現(xiàn)實城市、現(xiàn)實地球到數(shù)字城市、數(shù)字地球,再到智慧城市、智慧地球,從上世紀(jì)九十年代到現(xiàn)在,20多年的發(fā)展中,中國趕上了這個機會,有超越的速度和可能。進行直播,就是要告訴更多人,通過大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等手段推進城市治理現(xiàn)代化,可以讓城市變得更“聰明”。
家訓(xùn):愛我中華、興我家邦
問:您在德國攻讀博士,只用兩年半就完成通常需要五六年才能完成的學(xué)業(yè),什么原因促使您畢業(yè)后立即回國?
李德仁:我是1982年前往原聯(lián)邦德國波恩大學(xué)進修的,1983年轉(zhuǎn)入斯圖加特大學(xué)攻讀博士學(xué)位,1985年獲得工學(xué)博士學(xué)位后回國。我還記得,當(dāng)時是2月份答辯,2月25日回國,3月5日回到武漢測繪學(xué)院開始授課,我在海外就把教案寫好了。
在我看來,國家送我去留學(xué),我一畢業(yè)就回來很正常。祖國是母親,我們不能和母親講條件,這就像你不能回家看媽媽前先問,你給我吃什么、住什么房間,條件不好我不回家。我出國的時候是講師,回來還是講師,出國前住在哪個房子,回來還住那個房子?,F(xiàn)在條件好了,但是千萬不要把它作為一個回國的條件,回國就是要報效祖國的。而且國家也有渠道資助科學(xué)研究,各種基金項目、重大專項計劃,只要有本事就可以申請項目,可以有多種渠道成就自己。
問:您后來有機會到瑞士任教,當(dāng)時一年就可以賺夠“這輩子的工資”,為什么放棄了?
李德仁:1991年瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院向我發(fā)出了擔(dān)任客座教授的邀請,并提供給我6500瑞士法郎的月工資,那時候我在國內(nèi)的工資只有幾百塊錢,但我只去了四個月就回來了。主要是擔(dān)心國內(nèi)的研究離開我沒法繼續(xù)進行。
問:您的弟弟李德毅、堂弟李德群都是院士,“一門三院士”的原因是什么?
李德仁:我認為這與從小接受的家風(fēng)教育有很大關(guān)系。我們出生在江蘇泰州一個書香門第,曾祖父李貞發(fā)曾寫過一個80字的家訓(xùn),掛在老家的廳堂上。其中第一句就是“愛我中華、興我家邦”,就是說一個中華兒女,熱愛祖國熱愛人民是第一位的。還有一句是“孝德永彰”,一個家庭要對內(nèi)講究孝,對外講究德。
不僅如此,家訓(xùn)還告訴我們要勤學(xué)苦讀、修身養(yǎng)德、奉獻社會等,包含了求學(xué)之道、為人之道和處世之道。我們從小接受的教育就是要對人誠懇、關(guān)心鄰里、助人為樂、忠厚守紀(jì)、努力學(xué)習(xí)、勤儉治家。記得小學(xué)二年級的時候,作為一個小學(xué)生,要找一個文盲家庭幫助掃盲。我母親花錢買好掃盲教材,送到人家家里去,我下了學(xué)就去教一兩個小時。1963年我畢業(yè),母親跟我說,你工作了,要養(yǎng)上大學(xué)的弟弟妹妹。當(dāng)時每月掙55塊錢,妹妹在南京大學(xué),弟弟在南京工學(xué)院,我每月都要給他倆每人寄15塊,自己留25塊錢過日子。這些都留在了成長的記憶之中。
問:如何看待家風(fēng)與整個社會風(fēng)氣的關(guān)系?
李德仁:家庭是最能塑造一個人精神的地方,家風(fēng)是培養(yǎng)人的第一關(guān)。有什么樣的家教家風(fēng),就有什么樣的作風(fēng)做派,也就有什么樣的事業(yè)成就。人從一出生就要接受家庭教育,良好的家庭教育對人的成長極為重要。家風(fēng)家教可能隨著時代變化要做一些補充和擴展,但無論社會如何發(fā)展,其重要作用都是不可替代的,這種優(yōu)良傳統(tǒng)必須傳承下去。
好的家風(fēng)也是整個社會的共同財富,社會風(fēng)氣的好轉(zhuǎn)正是由千千萬萬家庭的好家風(fēng)支撐起來的。我們國家現(xiàn)在綜合國力越來越強,國際地位越來越高,這個時候,更要從新的高度來認識家風(fēng)教育,守好家庭教育這一關(guān)。
問:新時代傳承良好家風(fēng)應(yīng)該從哪些方面入手?
李德仁:我個人理解,首先應(yīng)當(dāng)教育孩子從小學(xué)會自力更生,靠奮斗創(chuàng)造未來,取得人生價值。要告訴他們盡管現(xiàn)在條件很好,但是為了讓未來更好,要有動力、奮發(fā)圖強,啟發(fā)他們的能動性,給他們打氣。我在德國留學(xué),觀察到德國年輕夫妻都是自力更生,不跟家里要錢,兩個人一起去建設(shè)家庭。我們中國人更應(yīng)當(dāng)如此,要堅持自信自強、自力更生。
其次,要教育孩子堅持讀書。無論環(huán)境如何都要堅持讀書,帶著思索讀書,在思索的基礎(chǔ)上進行創(chuàng)新和實踐。從小加強這種家風(fēng)教育,中國年輕人就會一代強于一代,這個國家這個社會就有希望。
中國人要自信,讓科學(xué)技術(shù)走在世界前列
問:您的老師王之卓和學(xué)生龔健雅都是院士,您認為你們的共同點是什么?
李德仁:1978年,我在我國攝影測量與遙感學(xué)科的奠基人王之卓教授門下攻讀碩士,從事解析攝影測量研究。后來留校任教,從王之卓院士到我,再到我的學(xué)生龔健雅,我們都是留學(xué)后直接回來任教。我們的共同點是有一條從理論到實踐的路線,就是要堅持自力更生,開展團隊合作。人多力量大,大家團結(jié)協(xié)作,圍繞國家重大需求,看準(zhǔn)世界學(xué)科前沿,組織老中青集中攻關(guān)。能出點子,能領(lǐng)著大家干的時候,就是要干。這也是武漢大學(xué)測繪學(xué)科一代一代傳下來的好傳統(tǒng)。
問:20多年來您堅持給本科生上測繪學(xué)概論,為什么?
李德仁:這么做的原因,一是源于自己的經(jīng)歷,我在進入大學(xué)前,對專業(yè)是朦朦朧朧的,當(dāng)時聽說做導(dǎo)彈火箭是最好的專業(yè),數(shù)學(xué)就是研發(fā)導(dǎo)彈的基礎(chǔ),所以報考了北京大學(xué)數(shù)學(xué)系,但沒有被錄取。我不想學(xué)生也像我一樣懵懵懂懂。二是讓學(xué)生一入學(xué)就知道到這里來要學(xué)什么,學(xué)科發(fā)展到什么程度,該怎樣進行專業(yè)學(xué)習(xí)。三是由院士講這門課,有經(jīng)驗有權(quán)威,會讓學(xué)生更深入地了解這個專業(yè),對這個專業(yè)產(chǎn)生更大的興趣,聽了后就安心學(xué)習(xí),樹立更長遠的目標(biāo)。
問:您一生從事科研,您認為做研究最重要的是什么?
李德仁:一是自信,幾十年來中國的巨大變化證明中國道路是正確的。中國人要自信,要更加努力,自強不息,讓我們的科學(xué)技術(shù)和學(xué)科走在世界前列。我們不能只滿足于是一個大國,還要做一個強國,把我們這個民族振興起來。
二是科學(xué)研究一定要謙虛,實事求是。我們跟先進國家還有差距,有差距不可怕,可怕的是看不到差距??吹讲罹嗳ヅΓ涂赡茉谶@個點上會超越過去。
三是要自強,要從學(xué)科前沿和國家需求出發(fā),敢于超越前賢,開拓和引領(lǐng)新的研究方向。我們正在推進衛(wèi)星通信、導(dǎo)航和遙感一體化,實現(xiàn)空天信息實時智能服務(wù),就是我和我的團隊正在努力攻關(guān)的目標(biāo)。
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