從百姓出行到智慧城市建設(shè)，從資源調(diào)查到環(huán)境監(jiān)測(cè)，從災(zāi)害評(píng)估到防災(zāi)減災(zāi)，遙感技術(shù)已成為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展不可或缺的基石。

走進(jìn)珞珈山下、星湖之畔的武漢大學(xué)測(cè)繪遙感科學(xué)家精神基地，穿梭于歷史照片、手稿及老舊設(shè)備儀器間，駐足于貼滿(mǎn)照片的測(cè)繪與空天信息院士墻前，不僅能觸摸到武漢大學(xué)遙感科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的建設(shè)脈絡(luò)，更能真切感受這一在軟科世界一流學(xué)科排名中連續(xù)八年位居榜首學(xué)科的厚重底蘊(yùn)，窺見(jiàn)我國(guó)遙感科技的發(fā)展歷程。

李德仁在武漢大學(xué)的辦公室里（2024 年 5 月 13 日攝）   熊琦攝 / 本刊

深厚積淀引領(lǐng)學(xué)科卓越

什么是遙感？

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是“遙遠(yuǎn)的感知”，而遙感科學(xué)與技術(shù)是通過(guò)電磁波及其他物理場(chǎng)（波）以非接觸的方式探測(cè)目標(biāo)特性、環(huán)境參數(shù)及變化規(guī)律的一門(mén)交叉學(xué)科。

“這門(mén)綜合性交叉學(xué)科，在國(guó)防安全、災(zāi)害評(píng)估、自然資源調(diào)查、農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)等方面具有不可替代的戰(zhàn)略?xún)r(jià)值。”武漢大學(xué)遙感信息工程學(xué)院（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“遙感學(xué)院”）院長(zhǎng)張永軍教授說(shuō)。

目前，我國(guó)已建成包含200余顆遙感衛(wèi)星的自主星座，對(duì)地觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)自主率正逐年提升。但曾經(jīng)，我國(guó)的遙感衛(wèi)星核心元器件受限、軟件受控，遙感技術(shù)起步晚，學(xué)科發(fā)展滯后。武漢大學(xué)遙感科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的發(fā)展歷程正是中國(guó)遙感領(lǐng)域從無(wú)到有、從弱到強(qiáng)的縮影。

“武漢大學(xué)遙感科學(xué)與技術(shù)學(xué)科是在測(cè)繪科學(xué)、空間科學(xué)、信息科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、地理科學(xué)、地球科學(xué)、電子科學(xué)、航空航天等相關(guān)學(xué)科交叉滲透、相互融合的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新興交叉學(xué)科。”張永軍介紹，遙感信息工程學(xué)院建院歷史可追溯至上世紀(jì)50年代，早期遙感與測(cè)繪聯(lián)系緊密。夏堅(jiān)白、王之卓、陳永齡、葉雪安、金通尹等測(cè)繪先賢奠定學(xué)科根基，形成優(yōu)秀學(xué)科文化；寧津生、陳俊勇、李德仁、劉經(jīng)南、張祖勛、龔健雅、李建成等院士和鄂棟臣等領(lǐng)軍人物、中青年人才構(gòu)成的科學(xué)家梯隊(duì)接續(xù)耕耘，推動(dòng)學(xué)科發(fā)展。

從上世紀(jì)70年代王之卓提出“全數(shù)字化自動(dòng)測(cè)圖”理論，到90年代張祖勛推出中國(guó)首個(gè)可產(chǎn)業(yè)化全數(shù)字化自動(dòng)測(cè)圖系統(tǒng)軟件VirtuoZo，再到李德仁團(tuán)隊(duì)攻克衛(wèi)星遙感全球高精度定位及測(cè)圖核心技術(shù)；從組建我國(guó)測(cè)繪遙感學(xué)科第一個(gè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，到2018年遙感科學(xué)與技術(shù)獲批首批博士學(xué)位授權(quán)交叉學(xué)科，再到2022年“遙感科學(xué)與技術(shù)”列為一級(jí)學(xué)科，學(xué)科建設(shè)取得質(zhì)的突破，體系逐步成熟。

近70年來(lái)，武大遙感學(xué)科創(chuàng)造了諸多成果：自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)改變傳統(tǒng)測(cè)繪模式并廣泛推廣；參與北斗全球?qū)Ш较到y(tǒng)研發(fā)，打破西方壟斷；吉奧之星實(shí)現(xiàn)我國(guó)遙感、地理信息系統(tǒng)國(guó)產(chǎn)化；大地水準(zhǔn)面工程化應(yīng)用研究從米級(jí)到亞厘米級(jí)，實(shí)現(xiàn)海拔高度“一測(cè)就準(zhǔn)”。

李德仁院士表示，從最初衛(wèi)星數(shù)據(jù)85%依賴(lài)進(jìn)口，到如今自給自足并向國(guó)際輸出技術(shù)產(chǎn)品，中國(guó)測(cè)繪遙感技術(shù)已躍居世界領(lǐng)先，構(gòu)建起中國(guó)主導(dǎo)、服務(wù)全球的觀(guān)測(cè)體系。武大遙感學(xué)科形成完整人才培養(yǎng)體系，輸送高級(jí)專(zhuān)門(mén)人才逾萬(wàn)人，培養(yǎng)8位院士，被譽(yù)為中國(guó)乃至世界遙感人才搖籃。

“當(dāng)前全球50個(gè)國(guó)家將遙感技術(shù)列入國(guó)家戰(zhàn)略技術(shù)清單。”張永軍稱(chēng)，我國(guó)通過(guò)“高分專(zhuān)項(xiàng)”形成天—空—地一體化觀(guān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，主導(dǎo)制定的《地理信息遙感影像服務(wù)》國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)獲164個(gè)國(guó)家采納，背后均有武大遙感測(cè)繪人參與。未來(lái)，遙感技術(shù)將在智慧城市、深空探測(cè)、低空經(jīng)濟(jì)等新領(lǐng)域發(fā)揮核心作用，成為大國(guó)戰(zhàn)略競(jìng)爭(zhēng)關(guān)鍵技術(shù)制高點(diǎn)。

國(guó)際前沿打造學(xué)術(shù)標(biāo)桿

2024年6月24日，李德仁院士因測(cè)繪遙感領(lǐng)域的杰出成就榮獲2023年度國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)。耄耋之年的他仍未放緩探索腳步，正帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)推進(jìn)一項(xiàng)雄心勃勃的計(jì)劃——

到2030年發(fā)射252顆衛(wèi)星組成“東方慧眼”智能遙感星座，實(shí)現(xiàn)通信、導(dǎo)航、遙感衛(wèi)星一體化設(shè)計(jì)，并融入人工智能算法，以達(dá)成24小時(shí)全天候監(jiān)控地球環(huán)境的“看得快、看得清、看得準(zhǔn)、看得全、看得懂”目標(biāo)，為全球用戶(hù)提供高精度、智能、實(shí)時(shí)的天空地海一體化遙感信息服務(wù)。

作為我國(guó)遙感事業(yè)的親歷者、奮斗者和領(lǐng)跑者，他也是武漢大學(xué)遙感科學(xué)與技術(shù)學(xué)科發(fā)展的重要參與者和見(jiàn)證者。

瞄準(zhǔn)國(guó)際前沿，一項(xiàng)項(xiàng)原創(chuàng)理論在這里誕生，成為國(guó)際學(xué)術(shù)標(biāo)桿和標(biāo)準(zhǔn)——

李德仁院士提出包括誤差可發(fā)現(xiàn)性和可區(qū)分性在內(nèi)的基于兩個(gè)多維備選假設(shè)的擴(kuò)展的可靠性理論來(lái)處理測(cè)量誤差，科學(xué)“解決了測(cè)量學(xué)上一個(gè)百年未解難題”，其理論被全球用于校正航測(cè)平差系統(tǒng)。

張祖勛院士團(tuán)隊(duì)研發(fā)的數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量網(wǎng)格（DPGrid）系統(tǒng)，通過(guò)分布式計(jì)算實(shí)現(xiàn)海量航空攝影數(shù)據(jù)全自動(dòng)處理；最新多源遙感衛(wèi)星影像幾何語(yǔ)義一體化智能處理系統(tǒng)MIPS，多次授權(quán)我國(guó)頭部科技企業(yè)全球推廣應(yīng)用。

龔健雅院士提出GIS面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型和互操作模型，以及遙感廣義幾何成像模型與精確處理方法，大幅提高遙感影像幾何定位精度。

服務(wù)國(guó)家需求，3位院士、44位國(guó)家級(jí)人才、10位外籍學(xué)者、220多位專(zhuān)任教師，在這里引領(lǐng)國(guó)內(nèi)遙感學(xué)科體系建設(shè)——

出版全國(guó)首套遙感系列教材41本，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)遙感系列教材的空白，被全國(guó)開(kāi)設(shè)遙感專(zhuān)業(yè)的70多所高校廣泛使用。

圍繞通識(shí)教育+專(zhuān)業(yè)教育，形成5門(mén)國(guó)家級(jí)一流本科課程、4門(mén)國(guó)家級(jí)精品課程、10門(mén)新工科創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程等引領(lǐng)示范的課程體系。

面向國(guó)家低空經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略，在全國(guó)率先設(shè)立遙感工程、低空技術(shù)與經(jīng)濟(jì)等交叉學(xué)位點(diǎn)，豐富學(xué)科內(nèi)涵，培養(yǎng)交叉學(xué)科學(xué)生。

聚焦一流目標(biāo)，塑造科研反哺教學(xué)機(jī)制，完善遙感科學(xué)大型基礎(chǔ)設(shè)施和科研平臺(tái)建設(shè)——

教授100%為本科生上課、畢業(yè)設(shè)計(jì)選題90%源于教師真實(shí)科研，建設(shè)國(guó)內(nèi)最全的遙感影像解譯數(shù)據(jù)集LuojiaSet和遙感影像解譯系統(tǒng)LuojiaNet，同步融入實(shí)踐教學(xué)。

自主研制我國(guó)首顆城市專(zhuān)用的光學(xué)遙感衛(wèi)星“武漢一號(hào)”，全球首顆醫(yī)學(xué)遙感科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“人民健康號(hào)”，全國(guó)首顆以學(xué)生為主體參與研制的遙感衛(wèi)星“啟明星一號(hào)”。

在優(yōu)勢(shì)學(xué)科基礎(chǔ)上成立的測(cè)繪遙感信息工程全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，30多年來(lái)更是成為教學(xué)相長(zhǎng)、共研共進(jìn)的優(yōu)勢(shì)平臺(tái)，從珞珈一號(hào)01星到“東方慧眼”星座建設(shè)，從攻克衛(wèi)星遙感全球高精度定位及測(cè)圖核心技術(shù)到實(shí)現(xiàn)自主可控的高精度高分辨率對(duì)地觀(guān)測(cè)，匯聚了一支有國(guó)際影響力的科研隊(duì)伍。

“我們正在不斷豐富遙感學(xué)科的內(nèi)涵和外延，推動(dòng)傳統(tǒng)遙感向全鏈條‘大遙感’轉(zhuǎn)型。”張永軍說(shuō)，學(xué)校先后組建宇航科學(xué)與技術(shù)研究院和定量遙感研究中心，以遙感科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)為基礎(chǔ)，結(jié)合航天、電子信息、通信、空間物理等相關(guān)專(zhuān)業(yè)，重點(diǎn)發(fā)展與遙感學(xué)科密切相關(guān)的遙感儀器和衛(wèi)星設(shè)計(jì)與制造等學(xué)科方向，為形成多學(xué)科交叉“大遙感科學(xué)”奠定基礎(chǔ)。

薪火相傳孕育遙感英才

2025年5月，在世界數(shù)字教育大會(huì)高等教育現(xiàn)場(chǎng)觀(guān)摩點(diǎn)，遙感學(xué)院“啟明星一號(hào)”衛(wèi)星仿真教學(xué)系統(tǒng)引人注目。該系統(tǒng)集科研與教學(xué)實(shí)踐于一體，能讓學(xué)生直觀(guān)體驗(yàn)衛(wèi)星設(shè)計(jì)、制造及裝配過(guò)程。

學(xué)院教授孟小亮介紹，借助MR眼鏡和操作手柄，學(xué)生不到3小時(shí)即可學(xué)會(huì)組裝衛(wèi)星，通過(guò)裝配搭載高光譜和紅外相機(jī)的微納衛(wèi)星獲取高質(zhì)量遙感影像，深入理解衛(wèi)星技術(shù)工作原理。

這種沉浸式實(shí)踐教學(xué)模式，正是遙感學(xué)院推動(dòng)教育創(chuàng)新的一個(gè)縮影。

讓學(xué)生實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)的深度理解與實(shí)踐內(nèi)化。遙感學(xué)院副院長(zhǎng)李彥勝教授說(shuō)，為解決傳統(tǒng)“教師為主體、滿(mǎn)堂灌”課堂模式下學(xué)生“學(xué)不會(huì)用、學(xué)不善用、學(xué)不精用”等問(wèn)題，學(xué)院運(yùn)用人工智能大模型推進(jìn)課程改革，旨在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、思辨能力及實(shí)踐解決問(wèn)題能力。學(xué)院自主研發(fā)的遙感大模型實(shí)踐創(chuàng)新平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)課前、課中、課后全鏈路數(shù)智化升級(jí)。

該平臺(tái)創(chuàng)新性研發(fā)“天慧”遙感學(xué)科教學(xué)垂域大模型SkySage，包括“天知”遙感視覺(jué)大模型SkySense（智能解譯）和“天思”遙感語(yǔ)言大模型SkyThink（學(xué)科問(wèn)答），具備多維學(xué)情智能分析、靶向提問(wèn)與精準(zhǔn)教學(xué)、探究式啟發(fā)學(xué)習(xí)、差異化實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)、作業(yè)高效客觀(guān)評(píng)閱等功能。目前，該大模型已在多所高校試用。

讓學(xué)生學(xué)有所用、學(xué)以致用，解決具體問(wèn)題。遙感學(xué)院副院長(zhǎng)桂志鵬教授表示，學(xué)院將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育貫穿學(xué)生培養(yǎng)全過(guò)程，堅(jiān)持“科研的核心是育人”理念，成立“遙感信息工程大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)中心”。學(xué)生先后斬獲中國(guó)國(guó)際大學(xué)生創(chuàng)新大賽國(guó)賽金獎(jiǎng)、“挑戰(zhàn)杯”全國(guó)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽國(guó)賽特等獎(jiǎng)、“挑戰(zhàn)杯”中國(guó)大學(xué)生創(chuàng)業(yè)計(jì)劃競(jìng)賽國(guó)賽主體賽金獎(jiǎng)、首屆全球數(shù)智教育創(chuàng)新大賽金獎(jiǎng)等榮譽(yù)。

2020級(jí)本科生朱禹涵團(tuán)隊(duì)開(kāi)展“元景校園”項(xiàng)目，解決空間數(shù)字底座精度、可視化渲染及智能交互等問(wèn)題，研發(fā)“武漢大學(xué)實(shí)景元宇宙虛擬校園”等案例，獲“中國(guó)軟件杯”第一名、首屆英諾大學(xué)生創(chuàng)新成果獎(jiǎng)唯一特等獎(jiǎng)，并在武漢大學(xué)科技園注冊(cè)初創(chuàng)企業(yè)。

副院長(zhǎng)樂(lè)鵬介紹，學(xué)院成立“武漢大學(xué)數(shù)字化鄉(xiāng)村振興研究中心”，將遙感技術(shù)服務(wù)于鄉(xiāng)村振興、數(shù)字中國(guó)、健康中國(guó)、智能中國(guó)、航天中國(guó)、中華文明探源工程、“雙碳”目標(biāo)等國(guó)家戰(zhàn)略需求。學(xué)院關(guān)注學(xué)生專(zhuān)業(yè)認(rèn)知與應(yīng)用技能提升，在生態(tài)環(huán)境保護(hù)、智慧城市建設(shè)、自然資源監(jiān)測(cè)、防災(zāi)減災(zāi)、國(guó)家安全等領(lǐng)域產(chǎn)出一批原創(chuàng)性科研成果。

李德仁院士仍活躍于教學(xué)一線(xiàn)，為本科生講授基礎(chǔ)課，為中小學(xué)生開(kāi)展科普教育。他表示：“不僅講遙感是什么、發(fā)展趨勢(shì)，還要告訴學(xué)生專(zhuān)業(yè)能為國(guó)家做什么、要學(xué)好什么。”

在武漢大學(xué)，有一門(mén)被學(xué)生們譽(yù)為“最奢侈的基礎(chǔ)課”。自1997年起，多名院士“組團(tuán)”為大一新生講授《測(cè)繪學(xué)概論》，傳授專(zhuān)業(yè)知識(shí)的同時(shí)，以人生經(jīng)歷傳承堅(jiān)韌科學(xué)精神與濃厚家國(guó)情懷，引領(lǐng)學(xué)生“把論文寫(xiě)在祖國(guó)的大地上”。

“一眾院士同上一門(mén)課”正是武漢大學(xué)遙感科學(xué)與技術(shù)學(xué)科傳承發(fā)展的生動(dòng)注腳。一代又一代，一茬又一茬，武漢大學(xué)已建成世界上規(guī)模大、門(mén)類(lèi)全、辦學(xué)層次完整的測(cè)繪遙感學(xué)科群。

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