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【院士风采】李德仁:数字绘天地大美
来源:        作者:记者 杨欣欣 肖珊        发布时间:2012-07-03 10:30:08        点击次数:

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“数据也许是冰冷的,但我希望通过这些数据,为人们带来温暖的生活。” 这位国际测绘界的杰出科学家,在数字世界中孜孜以求,如今已是硕果累累。

今年4月底,他又远赴荷兰阿姆斯特丹,从印度第11届总统阿卜杜尔·卡拉姆博士手中,代表武汉大学领取了地理空间信息科学“全球领袖”奖;而他个人则接到了国际摄影测量与遥感学会的通知:授予他“荣誉会员”称号,这是国际上该领域的最高荣誉全世界仅有10人享此殊荣。

他曾解决了世界测量学上的百年难题,3次获国家科技进步二等奖,研发成功3项测绘界全国第一,指导的博士生论文5次入选全国百篇“优博”……正是在以他为首的科学家团体的努力下,中国测绘科学与美德并驾齐驱,稳立世界三强。

他,就是中国测绘界和湖北省唯一的两院院士、武汉大学教授李德仁。

 

逆境15年,解决测绘学百年难题

“我读书时胆子大,爱提问,常把自己对名家著作的质疑写成读书心得,到处寻找老师求解。”学生时代的李德仁,就有那么一种与众不同的特质。

1957年,17岁的李德仁从江苏省泰州中学毕业,被武汉测绘学院航空测量系录取。当时,学院院长是夏坚白院士,系主任是王之卓院士。

大学6年里,李德仁每天都处于求知若渴的状态。大四时,他在苏联专家撰写的教科书上发现了问题,写了好几篇文章。同班同学朱宜萱和王之卓的女儿是好朋友,李德仁就托她把文章转给王之卓,而李德仁和朱宜萱后来也成就了美好姻缘。

王之卓在文章上写了很多批注,并把李德仁叫到家里,师生俩长谈了3个多小时,连晚饭都耽误了。半个世纪过去,李德仁仍清楚记得当时的情景,“谈话从下午5点开始,既深入重点又天马行空,浑然不觉天色已晚。师母多次请我们到餐厅吃饭,被兴致正浓的王老一推再推,直到晚上9时。”正是这次交流,奠定了这对师生黄金搭档的终生情谊。

1963年,李德仁本科毕业,王之卓鼓励他报考自己的研究生。当年选拔的考试科目共三门,李德仁两门满分、一门99分。但因为档案里一份“莫须有”的材料,他被取消了录取资格。

天之骄子开始面对长达15年的人生逆境。他先后在航测队、干校、水泥厂、研究所当工人、炊事员、技术员、科室负责人。而王之卓一直牵挂着这位得意门生,不仅时常写信叮嘱他别丢了学问,还千方百计托人帮助他。

李德仁谨记恩师的嘱托,在工作中精进业务。1978年国家恢复研究生招生,李德仁终于回到了恩师身边,这一年,他39岁,6年前下放时在水泥厂研制的硫铝酸盐水泥系列,获得第一届国家科技发明二等奖。

在王之卓门下读研究生的1000多个日夜,李德仁埋头苦学,仅专业方面的读书笔记就是厚厚30多本。1981年,当他以全优成绩获得硕士学位时,已练就一身过硬本领:基本功扎实,洞悉本学科发展状况和国际著名专家研究方向。他站在中国测绘学界的前沿,整装待发,随时准备跑步冲进世界航测研究的前列。

这一年他留校任教,随即以访问学者身份赴联邦德国进修。在波恩大学,他不仅熟练自如地运用西方先进的理论和方法,还能指出其优点和缺陷,提出改进办法。半年内,他发表了两篇高质量论文,引起西方学者的广泛关注。他针对西方学者发现和消除粗差的倾向性方法,反其道而行之,从验后方差估计理论出发,在极短时间导出比丹麦法更优越的新方法,被国际测绘界称为“李德仁方法”;他根据这种方法研制出的新软件,获得了比波恩大学原软件更佳的计算结果。

1983年,李德仁转入斯图加特大学,在欧洲摄影测量试验组织主席阿克曼教授门下攻读博士。他常在教堂午夜的钟声响过之后才走出实验室,第二天早晨,又拿着阿克曼教授给他的万能钥匙第一个打开实验室和资料室大门。

阿克曼被这位中国学生独具的才干和敬业精神深深感动了。他说:“我能证实,李先生是一位杰出的摄影测量学家,他的水平完全是现代国际水平。”他建议当地政府和自己一起承担李德仁进修所需费用。多年之后,阿克曼还这样教育德国学生:“你们羡慕李德仁教授的成就吧,他为自己的祖国而拼搏,他每天工作都在14小时以上,而且常常是通宵达旦!”

只用两年半时间,李德仁完成了通常需要五六年才能完成的博士论文和学位课程。在长达255页的博士论文《摄影测量平差中控制点粗差和像片系统误差区分可能性理论和试验》中,他将占统治地位的荷兰学者巴尔达教授的经典理论进行了扩充和发展,给测量结果的准确度问题研究带来一片光明,使不同模型误差的区分和同一模型误差的定位难题迎刃而解。

素以严谨著称的大地测量学家、德国洪堡基金会委员格拉法韧特教授再也无法掩饰内心的激动,挥笔在他的博士论文上批道:“我为这篇文章而激动,它解决了测量学上一个百年来的难题。”他的博士论文以“1分加5星”的得分,迄今仍保持着斯图加特大学博士答辩的最高纪录。王之卓称赞李德仁:“获得了前人所没有解决的创造性成果。”

李德仁把粗差发现的理论上升到粗差和系统误差区分的理论上,荣获了该项成果的最高奖——汉莎航空奖。今天,即使是世界上科学技术最先进的国家,也要用李德仁的理论来校正自己的航测平差系统。

他以智慧和勤奋叩开了权威之门,实现了超越前贤的梦想。

李德仁婉言谢绝了欧美许多摄影测量教学科研单位的热情邀请,1985年,他站在了母校的讲台上,不讲职称和待遇,给本科生开了三门课。一年后他被破格晋升为教授;1991年当选为中国科学院院士。

 

3S集成,让百姓享受高科技

经过20多年的研究,李德仁提出了全新的科研理念,做出了许多重大的科研和教学尝试。之所以硕果累累,是因他从未片刻离开心仪的事业。

上世纪90年代,在主持完成多项达到国际领先水平的研究课题后,他敏锐意识到:多系统集成,是学科发展的方向!

于是,当选院士后的第一篇文章横空出世:《论3S集成》(3SGISGPSRS)。这一思想受到国际认可和赞扬,成为李德仁的标志性文章。其后,随着一项项创新成果相继诞生,进一步奠定了中国作为世界上航测遥感三个最重要强国之一的地位——

他在1994年底给全国的航空摄影测量人员带来福音:他主持完成的“GPS用于空中三角测量的试验研究”使野外工作量减少了90%,节约费用70%,并大大缩短了成图期,获1999年国家科技进步二等奖;

他领导研制的具有中国版权的地理信息系统“吉奥之星”,在全国七大江河数据库建库工作中,一举击败老牌的美国ARC/INFO软件,成为全国测绘系统数据库生产的主要软件,打破了国外GIS软件“一统天下”的局面,获2001年国家科技进步二等奖;

他主持研制成功我国第一个具有自主知识产权的高性能、高清晰度可视电话,系列产品达到国际先进水平;

他主持研制的中国首套“移动道路测量系统”,被誉为“革命性的高科技产品”,已向全世界推广,成果“基于3S集成技术的LD2000系列移动道路测量系统”获2007年国家科技进步二等奖,该产品已在国内外销售120多套;

……

依托这些高科技成果,李德仁先后创办了三家高科技企业,用最快的速度将最新的科研成果转化为社会生产力。他一直认为,科研人员的成果,无论是技术还是产品,都应该取之于民、用之于民,最终的目标是造福国人。他将成果广泛应用在各个领域,仅看看2008年的三个“镜头”:

5·12”汶川大地震。李德仁领衔的测绘遥感信息工程国家重点实验室,利用最新技术,为正确指挥处理唐家山堰塞湖险情提供了分辨率最高的数据。

青藏铁路。“移动道路测量系统”绑在火车头上跑了整整6天,通过自主产品“三维立体地图”,管理人员只需点击鼠标,就能监管千里之外的沿路设施,显示任意两点间的距离和高差。

北京奥运会。李德仁带领专家团队,从奥运会申办、场馆建设到成功举办,全方位提供“贴身服务”,至少为国家节省了16亿元。

“每个行业、每个家庭、每个人的衣食住行都离不开测绘。”作为国内首屈一指的测绘专家,李德仁深有感触。

2009年,李德仁利用测绘技术完成的“影像武汉”网络地图,成为国内首个最完整、也是真正意义上的免费“影像城市”。在这个大容量平台上,共有30万个兴趣点,涉及老百姓教育、办公、交通、旅游、购物、住宿等,市民可以从地图上检索到每一个兴趣点。

实际上,这一系统只是构建“数字城市”的一部分,而“数字城市”又是“数字中国”和“数字地球”的一部分,李德仁的最终梦想是构建“智慧地球”。

数字地球与物联网结合到一起,就变成智慧地球了。”谈及心爱的事业,73岁的两院院士双眼炯炯有神,“到时,人和人、人和机器、机器和机器都沟通起来了,地理信息随之进入了一个按需服务的新时代。”

下班途中,远程遥控启动家里的空调、电饭煲等电器,到家便能吹着空调吃晚饭;借助无人驾驶车,盲人也可以开着汽车逛街,酒驾将成为过去式……在美好前景面前,李德仁神采飞扬。

“李老师最大的贡献,是与其他老一辈科学家一起,推动了中国整个测绘学科的发展。相对于其他国家而言,中国的测绘学科近年来发展得最好最快。”李德仁的得意门生、中国科学院院士龚健雅说,“美国、欧洲的测绘都在走下坡路,而中国的测绘学科紧紧抓住3S技术,在国家空间信息技术的发展中占主导地位,国际影响不断增强。”

2008年,瑞士苏黎世联邦理工大学授予李德仁名誉博士学位颁奖词指出,“李德仁院士的杰出成就,使武汉大学成为今天世界上地球空间信息领域最著名的研究机构他还对培养国家和国际学术人才做出了不可磨灭的贡献。

 

博导五冠王,学生是最满意成就

“教授的第一任务是教学,第二任务是组织科研,第三任务才是自己动手搞科研。”这是李德仁的信条。不管工作多忙,他都坚持亲自上讲台授课。由李德仁等6位院士和4位知名教授联合主讲的大一专业基础课《测绘学概论》,是武大最受学生欢迎的课之一,2007年入选国家精品课,2012年被列入国家精品视频公开课。

“我最本质、最喜欢的是作为一名教师、一名导师,我的责任是传承学问,培养下一代的接班人。”在所有头衔中,李德仁坦承,自己最钟爱的岗位是“教师”。

截至今年,已经有120位博士研究生从李德仁门下毕业,其中走出了1名中国科学院院士、5篇全国优秀博士论文、3个长江学者等。从1989年带第一个博士生开始,20多年来,他平均每年要带6人。他的弟子数量之庞大,在整个中国甚至世界都位居前列,而且几乎个个成绩斐然。

“把我从王先生和阿克曼教授那里学到的基本的治学方法,传承给他们;把我从他们那里学到的宽大的胸怀、关心后生的品德,传承下去。”问及有何“绝招”,李德仁如是回答,“拿到最新的资料,我绝对不会锁到抽屉里,我会送到需要的人手里。”

在武汉大学,以测绘泰斗王之卓院士为前导,李德仁为中坚,龚健雅为后续的教学、科研、开发精英群体,其师生三代均为院士的测绘佳话,被生动续写和传播着。

李德仁的第一位博士生、遥感信息工程学院现任院长单杰教授回忆,80年代,他博士还未毕业就在国际刊物上发表了3篇论文。随后,导师和王之卓先生极力推荐他去德国做博士后研究,他由此活跃在国际舞台,迈出了“学术生活中最重要的一步”。单杰博士后来是美国普渡大学教授,两年前入选为我校千人计划学者。

“他既有严格的要求,主要教学生研究方法和应该达到的目标,又能够放手让学生选题,自主寻找解决问题的技术路线,锻炼研究能力。”龚健雅一语道破导师培养学生多快好精的“秘诀”。

随着5篇全国优秀博士论文相继诞生,李德仁由此成为全国获得指导奖最多的博士生导师。此事在全国学术界引起轰动——人们好奇的是:他靠什么窍门成为全国最优秀的博导?

在李德仁看来,一切似乎水到渠成。“指导博士生本身就是一门值得探讨和研究的学问。”他认为,自己的恩师王之卓院士和阿克曼教授,两位大师对学生要求都很严,也都有指导学生的一套方法,这些对他无疑有潜移默化的影响;而他又根据学科发展和学生情况因材施教,形成了自己的特色。

从常人的视角来看,做大师的弟子,虽然荣耀,但压力也不会小。“我们要是做得不好,他会当面批评,有时候还会比较严厉。”弟子眭海刚证实了这一点。不过,他眼中的导师,实则是个很可爱的人,“生活中很平易近人,喜欢看足球,对体育新闻很关心。”

“导师是一个性情中人。兴之所至,与徒弟们一起去卡拉OK, 可以从‘三套马车’唱到‘纤夫的爱’,从伏尔加河唱到长江与黄河。”弟子张良培说,“但要是科研做得不好,他可能会勃然大怒。”

出门记得给家人打电话、谈一辈子恋爱为感情“保鲜”……李德仁的弟子们,许多都已成为行业精英,每每想起恩师的温情教诲,脸上总会露出幸福的微笑。

弟子黄俊华将李德仁生动概括为:严师、慈父、侠士。“说他侠士,是因为每次都来去匆匆,整天飞来飞去,奔走在世界各地,尽量帮助更多的人,如同古时候的侠士一般。”

李德仁有个心愿,希望自己的思想能够影响更多的人,更希望自己的弟子能从学科带头人变成领军人物。而他自己,虽已年逾古稀,仍在不断前行。

这就是李德仁,一个坚持“读书、思维、创新、实践”而永不停歇的探索者,在神奇的测绘遥感领域,用数字绘天地之大美。

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(稿件来源:武汉大学报第1280 编辑:陈丽霞)

 

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