子川:測繪天地人生,遙感科學前沿——“五院”院士李德仁采訪紀實

來源:江南時報網 (2024-06-26 09:06) 5999780
  

  2024年6月24日,全國科技大會、國家科學技術獎勵大會和中國科學院第二十一次院士大會、中國工程院第十七次院士大會在北京人民大會堂隆重召開。這是獲得2023年度國家最高科學技術獎的武漢大學李德仁院士代表全體獲獎人員發(fā)言。新華社記者 姚大偉 攝

  引言

  去武漢大學采訪的歸途,高鐵上,抓起李德仁送給我的《空間數據挖掘理論與應用》亂啃一氣。不好啃。書中絕大部分內容都在我的知識邊界之外。卻讓人興奮,有一種越界的快感,這快感,刺激也激勵著我?;氐阶约視?,一邊回放采訪錄音,一邊在一片陌生的知識原野跋涉,似乎漫無目的,又有一種面對無限豐富而來不及采擷的欣喜。

  人生,打開窗戶與不打開窗戶,真的不一樣。一個人,能看到的風景永遠少于看不到的風景。采訪李德仁,為我打開了一扇未曾開啟過的門窗,我看到了前所未有的風景。很興奮。也多少有點沮喪。那是因為知識的無限豐富性,讓人聯想到生命的有限,人的渺小。莊子曾說『吾生也有涯,而知也無涯,以有涯隨無涯,殆已!』。今天,在信息大爆炸的時代,『有涯』與『無涯』之間的關系,又反方向撕大了許多距離。

  真是滄桑巨變!今天的知識的邊界與獲取知識的可能,顯然不是莊子的想象力所能想象:計算機以高速計算為中心,把軟件從硬件中剝離出來,促進了信息傳播的‘電子化’與‘自動化’?;ヂ摼W以網絡為中心,把計算機相互關聯,突破了信息的局部限制。移動通信以用戶為中心,讓機器緊隨用戶運動,解除了物對人的束縛。物聯網以應用為中心,自動識別物體,實現了人與信息的互聯互動。云計算以服務為中心,通過整合專業(yè)技術,優(yōu)化資源配置;大數據以數據為中心,在全體數據中挖掘知識,突破了樣本的采樣隨機性……”

  這些科技的進步與應用,直接導致了什么?說來有點像反諷,直接導致:人們對空間數據的解析能力遠遠小于空間數據的生產、傳輸和累積能力。因而產生了這樣的悖論:數據過量而知識貧乏。面對持續(xù)增長的海量信息與數據,而人們事實上已經沒有時間和精力來面對這么多由『計算機』『互聯網』生產出來的數據和信息。

  有分析數據:有史以來至2003年,人類共創(chuàng)造了5EB數據。在先秦,在諸子百家思想高度繁榮的歷史時期,有多少數據容量?沒有人精確統(tǒng)計過,可以想象,那時的數據量應當不是很多。即便如此,莊子依舊會發(fā)出『生也有涯,知也無涯』的感概。今天,據統(tǒng)計,2011年一年中所產生與復制的信息總量超過了1.8ZB。請注意!數量單位1ZB (Zettabyte 十萬億億字節(jié))= 1024 EB。預計2020年,全球數據使用量將達到35.2ZB,需要376億個1TB硬盤來存儲。以上說法和存儲單位對專業(yè)以外人群也許不那么直觀。舉一個直觀的例子:“發(fā)現‘上帝粒子(希格斯玻色子)’的歐洲大型對撞機(LHC)每秒產生大約700MB的數據流,僅2012年就存儲了26PB的數據,如果把每年的數據裝入光盤疊加成塔,高度將是珠穆拉瑪峰的2倍多”。

  這還只是某個單項、單年度的數據量級??臻g數據海量且以幾何量級增長,導致大量信息相互遮蔽,加之許多信息自身“內容殘缺、精密有誤、重復冗余、格式矛盾、類型不同、結構不一、尺度不同、標準差異、過時失效、錯誤異常、動態(tài)變化、局部稀疏……”等等等等,已成為有污染的數據,且互為污染源。

  當海量信息遮掩一切,面對信息大爆炸所造成的另一層意義上的環(huán)境污染,災難!這個詞匯,像一個急劇推到眼前的巨大特寫鏡頭,一個迎面而來的撞擊,令人心旌搖震。

  這就是我們身處其中的世界,我們是不是該『遙感』一下這世界到底怎么了?我們怎么才能找到合適的對策與方法?正如我們希望經濟發(fā)展不致污染環(huán)境一樣,科技進步是不是也要盡早防止并盡量減小高速增長的負面值?!

  那么,我們的未來呢,會不會被大量數據信息(包括被污染的信息)掩埋?!我們當下迫切需要正視的是不是如何袪除遮蔽?是不是亟待尋找方法與途徑過濾篩選我們所面對的龐大信息,從中簡捷的找到有用的知識與信息。

  置身于這樣一個大的時代坐標,梳理我的采訪記錄,審視測繪、遙感、『RS,GNSS,GIS』等等等等,似乎都有了學科之外的意味。由李德仁創(chuàng)建的“李德仁方法”,由李德仁在國內首先提出的“三S集成”,還有“天基信息”、“地球空間信息科學”“衛(wèi)星互聯網””空間數據挖掘理論與應用”等等,也多出了諸多意味深長,似乎不能單純用“科學”二字一言以蔽之。我猛然發(fā)現,原來這個生于1939年的五院院士,不僅有著年輕人的銳氣與朝氣,還是一個有著浪漫主義色彩的『詩人』。李德仁最明顯的特征是:不滿足于既有的學識與成就,他喜歡不斷地拓寬學科邊界,在講究細分的科學和學科面前,他似乎更注重于整合。而整合本身其實是一種文化或詩性的思維。

  采訪李德仁,給我上了生動一課?!簩W海無涯』不錯,然而,一個勤勉的人,一個進取的人,一個始終瞄準前沿知識的人,必將取得常人都不能取得的成績,鑄造常人難以企及的輝煌。

  如同我們面對世界龐大信息的困擾,我手頭也有李德仁許多著述,通過閱讀、網絡檢索,梳理了許多資料,采訪錄音也由語音變成了文字。我沏了一杯杯茶,在書桌前思來想去,如何入手描寫我的采訪對象并把他真實生動地呈現給讀者?一直在困擾我!

  李德仁首先是一個攝影測量與遙感學家,德國斯圖加特大學博士,瑞士蘇黎世聯邦理工大學名譽博士。他的名字后面綴有一串符合他學術成就與身份的頭銜:武漢大學教授,博士生導師,中國科學院院士,中國工程院院士,國際歐亞科學院院士,美國紐約科學院院士,國際宇航科學院院士,武漢大學學術委員會主任,測繪遙感信息工程國家重點實驗室學術委員會主任,中國測繪學會理事長,武漢“中國光谷”首席科學家,國際攝影測量與與遙感學會名譽會員。歷任全球對地觀測衛(wèi)星委員會中國副主席和一體化全球觀測戰(zhàn)略伙伴關系聯合主席之一,亞洲地理信息學會創(chuàng)會會長,國家有突出貢獻的中青年專家,國家973計劃專家顧問組成員,國務院學位委員會評議組成員,國家自然科學基金委員會學科評議組成員,國際攝影測量與遙感學會第3委員會主席(1988-1992)和第6委員會主席(1992-1996),測繪遙感信息工程國家重點實驗室主任,原武漢測繪科技大學校長……

  沿著李德仁的學術道路,從測繪,到遙感,到地球空間信息學,似乎從幾何學開始,借助現代科技的翅膀(遙感、計算機、網絡、移動)飛到了信息科學,從單一學科走向多學科交叉集成的新學科,并試圖建樹新的建筑于跨學科之上的學科理論體系。李德仁從測繪、遙感出發(fā),始終走在科技創(chuàng)新的前沿,始終面對嚴峻的現實,一步一個腳印,走到今天。而今天,李德仁所追求的則是在無限大的空間數據中挖掘我們的未來。

  一、起點是一座“小島”

  起點是一個常用詞匯。基準點,則是一個科學術語。打開李德仁的人生冊頁,起點是一個小島。當他步入測繪學的殿堂,似乎也可以把這里視作他人生的一個基準點。

  溱潼古鎮(zhèn)曾是里下河四面環(huán)水的小島,今天,從地貌上我們已經看不出曾經的島的形態(tài)。當李德仁院士跟我敘說他幼時的記憶,開頭便說:『小時候的溱潼,是一個島。周邊都是水,沒有橋。鎮(zhèn)中,有一條東西流向的夾河穿鎮(zhèn)而過。夾河兩岸,是鎮(zhèn)兩邊的街面。有三座拱橋:中石橋、東石橋、西石橋。我家在北岸,靠近中石橋,有一個李衛(wèi)記燈籠掛著?!?/p>

  從島的地貌特征去想。在里下河這個極其低凹的大的水網地帶,有這么一座小島,沒有船,人進不來,也出不去。這里曾經出門是水,到處是水。除了船什么交通工具也用不上,這意味著外面的世界幾等于無。當年,不管你沿著哪條道,往哪個方向走,走到水邊,路就沒有了。許多當地農民尤其是女性,一生一世呆在被水網纏繞的鄉(xiāng)鎮(zhèn),連縣城都沒有去過。在這個環(huán)境中生活的人,沒“有”是一種常態(tài)??梢暛h(huán)境中沒“有”,使人耽于想象,于“無”中生“有”。

  這里是李德仁生身之地。把時間鐘面上的指針后移至1939年12月31日中午,李德仁在這里出生。如今,能清晰記得那個瞬間的人應該不會很多,院士也已經年屆八十。年屆八十依舊精神矍鑠的李院士對我說:“我在溱潼生下來,在溱潼呆了整整十一年。”

  溱潼古稱秦泓。地處南通鹽城泰州三市交界處,舊有『犬吠三縣聞』之說。這里河港交織、氣候濕潤,境內多處發(fā)現麋鹿化石遺骨和出土新石器時代的石斧、石器。溱潼一度臨海,夏商時屬揚州,春秋時屬吳。這里水草豐茂,麋鹿『千百成群』,農民『不耕而作』。鎮(zhèn)區(qū)四面環(huán)水,波光粼粼,環(huán)境優(yōu)美,素有「水鄉(xiāng)明珠」之稱。四面環(huán)水,佐證了李德仁關于島的記憶。

  溱潼古鎮(zhèn)有一顆千年萬朵茶樹王,在院士故居院外,李德仁奶奶曾經住過的地方。春天,來到溱潼古鎮(zhèn)山茶院,一棵古茶樹依墻根而生,樹冠如蓋,只見一大團輝煌的紅色,濃艷如噴薄的朝霞,煞是好看。樹齡千年,縱然不易,總還是見過不少,不算太罕見,然而,千年茶樹竟然可以那樣地劈頭蓋臉地開花,竟然開出如此長久的花期,就讓人不得不驚訝了。

  李德仁誕生之際,這顆茶樹就生長在這,一年一度,開放出千枝萬朵。

  李德仁說:『后來夾河填了,修了馬路。非常遺憾。河兩岸原來有一些做竹器的人家。』因為鎮(zhèn)中的河流被填沒,成了街道,我們也就再看不到北岸與南岸。李德仁家住河北岸。北岸與南岸,舊時是有講究的,大凡富裕一點,殷實一點人家,都住在北岸。北為上。『水北為陽』,『坐北朝南』,說的都是這意思。當年的溱潼有朱、儲、李、沈、袁一些大戶人家,大都住在北岸。

  李家作為一個大家族,追求的是幾代人不分家。在溱潼,地方政府陸續(xù)恢復并為之保護李氏祖宅,也在舊時的北岸上,這里曾經住著李氏家族幾代幾十口人。

  在李氏宅院我看到李德仁父母年輕時的相片,他們的容貌中依稀有李德仁的影子,墻壁掛著李德仁曾祖父李貞發(fā)撰寫的家訓,中堂上還有民國大總統(tǒng)徐世昌題寫的『孝德永彰』匾額。

  兩株150年樹齡的桂花樹下,有一口慧井,有一汪智泉注入的池塘。我在慧井邊略停留了一小會,沿著智泉前的池塘緩緩行走,細細體味李德仁的關于家鄉(xiāng)的采訪錄音。

  李德仁說:『我生在這院子里,我爺爺生了兩個兒子,后來人多了,住不下。就住到的河對面,南岸的袁家。袁家的奶奶是我媽媽的姑媽。都是從鎮(zhèn)江丹徒遷到蘇北?!划斈暝阡阡?,袁家和李家都是太平天國戰(zhàn)亂從江南移民過來大戶人家。那時,因為太平天國戰(zhàn)亂,移民到蘇中、蘇北的人甚眾,其中不乏一些后來大名鼎鼎的人士。

  太平天國時期,洪秀全血洗江南,殺人無數,史學家估計太平天國戰(zhàn)爭導致人口死亡至少為2000萬。范文瀾在其《中國近代史》中說,揚州、蘇州、南京在太平天國戰(zhàn)爭后『二三十里無居民』『竟日不逢一人』。這一頁歷史是怎么翻過去的?它對李德仁這代人有過什么影響?可以看史書,可一定也看不出什么。歷史是事件的堆積,多是沒有了當事人之后的追憶與記載,嚴格意義上沒有規(guī)律可尋。但,李德仁在接受采訪時,有意無意地強調了這一點。我們沒有就這個話題深入聊下去。我只能設想到這只是一個緣由。如果沒有太平天國的戰(zhàn)亂,一代代人,包括李德仁,他們的人生道路會怎樣?溱潼古鎮(zhèn)這個島樣的去處,是不是依舊能夠像今天這樣出這么多院士?這里面有許多不可知,也無法去考證。至少可以這樣表述:蘇中、蘇北的近代發(fā)展與太平天國帶來的蘇南移民不無關系。

  我們能見到的是李德仁從里下河的小島走出來,成了世界測繪學的巨擘。不僅如此,溱潼古鎮(zhèn)僅李家就出了仨院士。從發(fā)生學角度,這真是一個奇跡!

  里下河不是一條河流,是一個無數條河流組成的偌大水網的統(tǒng)稱。這一地區(qū)的河流絕大多數沒有自己的名字。生活從來就是這樣,一代代人從這個世界上離去,能留下名字的人總很少,絕大多數的多數皆被時間“清零”。從這層意義上,“大于零”其實是人生了不得的奢望。里下河還是一個著名的凹地,據說最低凹處增高點在零以下,就是說水面高程低于海平面。曾有一種說法,百川歸大海。還有一種說法:水往低處流。里下河的水甚至不流向大海,因為地理上的原因,水從里下河流向大海有時就成了倒流,即水往高處流。這不符合自然規(guī)律。

  在水網密布的里下河,在沒“有”的外部環(huán)境,在低凹的土地上,『無中生有』,『走出凹地』,『大于零』,是里下河人的奢想,也是里下河人與生俱來的原動力。這些其實是一些無意識。對一個人尤其對小孩來說,幾乎無意義。然而,從發(fā)生學角度,這些屬于文化層面的無意識,像基因或指紋,其實對具體生命有著潛在意義與價值。嚴格意義上,所有發(fā)明創(chuàng)造,都是『無』中生『有』;所有銳意進取,都為了『走出凹地』、『大于零』。

  如今,李德仁的學科知識范圍,涉及天空、大地、衛(wèi)星、宇宙,從測繪到遙感,從幾何到空間信息,幾乎無所不包。當我們將這些,對應置放于一個孤獨的小島——一個四邊籠罩水面的,周遭布滿無數河流的里下河地區(qū)小鎮(zhèn),那個反差巨大得令人不敢想象。

  雖然李德仁只在這個島上生活到11歲。1951年,11歲的李德仁以學校第一名的成績從養(yǎng)正小學畢業(yè),考入泰州中學,離開溱潼這座島嶼。11年的島上的生活,留在記憶層面的內容不是很多,而且呈碎片式:

  『城北一個長江小學,西邊有一個養(yǎng)正小學,東邊有一個操場。我最早在長江小學(國民小學),學習成績不好。后來就轉到養(yǎng)正小學(私立小學),為什么能轉到養(yǎng)正小學詩書?我們李家給它捐過錢。養(yǎng)正小學一進門的門洞,兩邊有光榮榜。光榮榜上是一些學生成績好的學生,給人一種榮譽感。在學校里做操、升旗、背誦總理遺訓?!火B(yǎng)正小學如今恢復成廟宇,門楣上有茗山法師題寫的『綠樹禪寺』。史載『綠樹禪寺』始建于五代時期(907-960年),山門西側,有一座嵌著『綠院垂槐』漢白玉石額的小院,一棵樹齡超過千年唐槐破墻而出,依舊巍巍參天、綠蔭如蓋。原來李德仁讀書的養(yǎng)正小學是這么一個有根基的地方!還有一件異事。李德仁少年讀書的養(yǎng)正小學(綠樹禪寺)恢復為寺院后,后來還供奉了一尊肉身菩薩。庚寅七月初三凈懷法師圓寂(2010),在這里(無高山名剎之地)修成不壞真身(全身舍利)。真了不起!

  肉身菩薩固是宗教方面的神跡。我聯想起生長1100年,樹干已經被歲月蛀空、洞穿卻繁茂如初的唐槐;想起那株對氣溫、土壤有特別生長要求,似乎生錯地方的千年萬朵茶樹王;再想高二適等諸多名人勝事和今天的溱潼仨院士。溱潼,這個位于里下河水網地帶的島嶼,確是一片神奇的土地。

  『夾河北面都是茶館。一個水工,擔著河水從街面走過,那時河水是可以直接喝的。鎮(zhèn)北面燒窰,做磚瓦,可雕刻。湖泥做金磚。后來不做了,主要是太浪費土,在農民眼里,土比什么都金貴。豬油渣打燒餅。晚上吃泡飯的?!?/p>

  『我三歲開始認字,看小人書。寫毛筆字:大顏小柳。寫字時,大人會在身后說:抓緊了!抓緊筆桿。我曾外祖父是當時泰州商會會長,是書法家。在泰州市修了許多磚制的字紙簍,外面寫著:敬惜字紙。凡是寫了字的紙,都不能瞎扔,得在這字紙簍集中焚化。我姑媽的書法也好!』在溱潼,我見到李德仁的姑媽李惠芳,98歲的她坐在窗下看書,嫻靜斯文,竟然也不用戴眼睛。院士故居內有她83歲時寫的一副對聯:支傳鐵甕家聲遠,派衍青蓮世澤長。

  李家世代書香門第這應當沒有疑問。曾有文章援引相關資料:李德仁上溯第六代曾是道光二十年(1840年)的狀元,名曰李承霖。李德仁則以為在找不到確切文字佐證的前提下不可匆匆認同。不過,李德仁高祖那一輩上曾出過兩個探花,這應當確鑿無疑。記憶中最真切的印象還是他的曾祖父、曾外祖父那一輩。他曾祖父曾是溱潼商會會長,曾外祖父曾是泰州商會會長。曾祖父李貞發(fā)曾經做過鹽都使,管鹽,他撰寫的“李氏家訓”傳承至今:『愛我中華,興我家邦,少小勤學,車胤孫康,弦歌雅樂,翰墨傳香,尊師益友,孝德永彰,和親睦鄰,扶幼尊長,敬德修業(yè),發(fā)憤圖強,女紅針黹,嫻淑賢良,詩書共讀,蘭桂齊芳,扶貧濟困,造福一方,克勤克儉,家道隆昌?!辉S多年后,回顧『李氏家訓』再看看李德仁、李德毅、李德群院士仨兄弟,家教之得,顯而易見。家教也是規(guī)矩。李德仁說:『我們李家從小就不準罵人。我這一生從沒有罵過人,更不用說打人。這與小時的家教有關?!辉娓咐钬懓l(fā)處事精明,長于經商,不僅擔任商會會長,更因為精神品德高尚,獲民國大總統(tǒng)徐世昌褒贈“孝德永彰”匾額,十分榮耀。當時的李家盡管是從丹徒舉家遷至溱潼的外來者,仍不妨礙它成為溱潼當地赫赫有名的四大家族之一。

  李德仁說,『在溱潼,我們算是移民,我家祖墳在鎮(zhèn)江丹徒。祖先在那里買一塊墳山,雇一個忠厚農民看墳,不收房地租。為看墳人蓋了幾百平方米的房子。每年上墳,他請我們吃飯,我們再給他一些錢。在溱潼老屋的西廂房,有一列祖宗牌位與畫像。爺爺1948年去世。先在溱潼修了一個廓(臨時的墳)。選良辰吉日,開廓取棺,遷到丹徒祖墳。』

  『1949年解放。那一年我10歲。街道上通知居民,各家各戶晚上早點熄燈關門。國軍撤退了,在快要過年的時候。而事實上,地下黨早就成功有效地在這里開展活動。后來,人們發(fā)現原來一個成天給居民清理廁所的工人,出任溱潼鎮(zhèn)的第一任鎮(zhèn)長?!?/p>

  『解放了,我們家的人大都從溱潼走了出去,只有我家留在溱潼。我五叔的姐姐嫁到漢口銀行,前一年,五叔一家到了漢口。我姨媽到了揚州公安局工作。我爸爸1950年到沐陽去工作。我媽當時擔任溱潼居委會主任,在姜堰當過人民代表。我1951年住到學校(泰州中學)。初三那年,我們全家隨父親搬到沐陽?!?/p>

  記憶中的小島,浮現在遙遠的海洋,又似乎只是浪花在月光下的閃現。的確如此,走進今天的溱潼古鎮(zhèn),已找不到錄音筆中來自李德仁語音所提示的種種畫面。為了這已然不存在的畫面,為了這活在八十歲老人記憶中的鄉(xiāng)情與往事,我在采訪錄音中選取幾個小片段,抑或對閱讀整個文章有啟迪。

  二、從“李德仁方法”說起

  正如成名作之于作家,『李德仁方法』可以說是李德仁的『成名作』。也是『代表作』之一。

  『李德仁方法』屬于測繪學,是“誤差的可區(qū)分性研究”的一種方法。其中『系統(tǒng)誤差』、『偶然誤差』、『粗差』等概念,告訴我們,這是一個關于試錯、查錯的方法。更專業(yè)的術語叫作『選權迭代法』。1982年10月,42歲的李德仁在德國波恩大學訪學期間,首創(chuàng)從驗后方差估計導出粗差定位的『選權迭代法』,被國際測量界譽為『李德仁方法』。李德仁博士論文中提出的“誤差可區(qū)分性理論”被國際著名大地測量學家Grafarend教授稱贊李德仁『解決了測量學上一個百年來的問題』。

  任何以個人命名的學術成就,都不能被置換與替代,『李德仁方法』也是如此。盡管李德仁后來的種種學術上的建樹,非“李德仁方法”所能涵蓋,但『李德仁方法』毫無疑問是他的學術生涯中一個極其重要的學術成就?!豪畹氯史椒ā灰彩抢畹氯?991年入選中科院院士的主要學術成就之一。

  創(chuàng)造『李德仁方法』時,李德仁已經42歲,這年齡在測繪科學領域不能說大,但也不能說小,尤其對于生于中國的李德仁來說。從出生年月我們能推算42歲的李德仁,處于現代中國哪一個歷史時段?還可以推算42歲的李德仁經歷過哪些作為一個現代中國人所面臨的人生坎坷?

  下面是李德仁42歲前的年表:

  1939年12月31日生于江蘇溱潼,在溱潼完成小學受教。

  1951年考入泰州中學讀書。

  1957年泰州中學畢業(yè),考入武漢測繪學院。

  1958年春天因返鄉(xiāng)處理中學生時期的所謂右派言論的舉報,耽擱了兩個月的課程,由57級(5721班)新生降級為58級(5821班)新生。

  1962年考研成績非常好(這也為16年后他能被特招做了鋪墊),卻因為中學階段的莫須有的『右派言論』問題,未被錄取。

  1978年粉碎四人幫后首次招研,被王之卓特招(在找不到原來檔案的前提下,通過四門功課的補考)做了王的研究生。

  1982年在導師王之卓力薦下,赴德國開始留學、訪問、讀博生涯。

  通過以上簡表可以清晰看出,李德仁在18歲到39歲期間,經歷了幾乎所有中國人面臨的厄運和磨礪。幸運的是李德仁遇上幾個改變他命運的人!

  先說楊堅。1957年,李德仁考入武漢測繪學院時,她是校人事處處長。

  1957年的高考,李德仁第一志愿是北大,第八志愿是『航測與制圖』。結果被武漢測繪學院錄取。后來才知道這個學科是中央要支持的重要學科,為確保生員,但凡報了這志愿的人都被優(yōu)先錄取。當年不讓查分。李德仁入校后被分在5721班,擔任班長,從這一點來看,他的考試成績應當很不錯。當然,也許李德仁更期望能被北大錄取,畢竟那是他的第一志愿。事實上他也有姓葛的同學(六合人)考上了北大,這個姓葛的同學,曾讓李德仁和他的同學們羨慕不已。以至我在采訪李德仁時,他還一再強調當年不讓查分,一直到后來都不知道當年到底考了多少分?不過,從結果來看,不管當年李德仁考了多少分,他進入武漢測繪學院還真是他人生的最大幸運!

  這幸運不僅僅表現為:國家為了辦好這個新組建的測繪院系,在全國范圍抽調了最優(yōu)秀的師資參與創(chuàng)建,其中有五個一級教授,分別是同濟、交大、華南理工大、同濟大學、復旦工學院的院長,有三個院士。這是在1957年。由此可見,國家把最優(yōu)秀的測繪方面的人才都集中到這里來。

  更大的幸運!在這里,李德仁遇上一個他并不認識但卻決定他后來命運的人:楊堅。

  1957年考入武大后不久,泰州中學有函件揭發(fā)李德仁在中學期間有“同情右派”的言論。教育部也發(fā)來文件:要求凡是在中學期間有“反右”問題的學生要勒令其退學。請注意:這兩件事的時間關系不是偶然排列的,這兩件事其實是一件事。正確的時間邏輯是:上面發(fā)來了關于什么的文件,李德仁所在泰州中學團委因此發(fā)來這么一個『關于什么什么』的函件。

  剛跨入大學門檻則面臨退學。對于才18歲的孩子來說,也太殘酷了。如果當年處理李德仁退學與否的經辦人,不是楊堅,是另一個有著官僚作風或機械地領會上級文件精神、對當事人不那么負責任的人,大概也就沒有今天的李德仁了。

  楊堅先調看了檔案,又叫來李德仁當面談話,了解情況。1957年,李德仁的所謂『右派言論』出于一次住校學生的閑聊。當年泰州中學住校生都住在泰州廣孝寺,廟堂對面有一個天井,南面有一個閱覽室,幾個住校的六合、高郵、興化等地的學生在討論交流報紙上的觀點,主要是關于“分數面前人人平等”的話題。李德仁解釋說,這不是我們的觀點,是報紙上的文章,我們幾個駐校生只是在討論文章時,比較傾向于贊同這觀點。當時在場的團委書記某某某老師,卻悄悄記下這些同學的名字,在上面發(fā)文要求清查中學生『右派言論』時,他寫了書面材料,以團組織名義分送參與討論后來考入大學的學生所在學校。許多在一起聊過天的考入大學的同學,被所在大學辦了退學手續(xù)。

  楊堅掌握政策精神,在做了調查了解后,覺得不能這么草率對待一個成績優(yōu)秀的好學生,她專門出介紹信讓李德仁本人回泰州中學,讓學校給他出個證明。讓當事人去過去的中學去辦這么一個證明材料,在當時,也算是冒著政治風險的。

  中學的時候李德仁就是團支部副書記、班長,成績又好,進了大學就當上班長,入學半年來安分守己,表現突出,本來已作為班級入黨積極分子在培養(yǎng)中,突然就說有了問題,還不明原因,19歲的李德仁心里有些發(fā)慌,盡管他本人摸不著頭腦。李德仁回到泰州中學時,那里正在清理右派,根本無暇處理他的事。又因為關于學校讓退學這一折,李德仁沒敢對家人講,怕母親擔心,所以,他沒敢直接回家,就在泰州的一所小學里,邊做民辦老師,邊等學校的回復。當時,泰州中學整治“右派”情況十分復雜,他的班主任兼化學老師朱光鑒已經被定為“右派”。李德仁找到了校長和書記,他們告訴他,你已經畢業(yè)了,在你的畢業(yè)證書上我們已給出鑒定,目前不會給你作新的鑒定。事實上,李德仁的畢業(yè)鑒定上也沒有任何問題,確實沒有重做鑒定的必要。在李德仁苦苦等了一個多月之后,當時泰州中學還是這樣回復:經學校研究,此事不宜做單一處理。

  回到武漢測繪學院時,李德仁差不多已經灰心了。楊堅處長卻還是不甘心,她不甘心眼前的這個學生竟因莫須有的緣由退了學。李德仁說:『她又親自寫了一封信,讓我再回學校去一趟,她信中的內容,我不知道。此信終于得到于一平校長的函件回復(直到我當上院士后才知道于一平的復信內容),于一平給楊堅的回信內容是這樣:由于學校正在反右,組織無法處理過去的結論,但我以我個人、校長和黨員的身份擔保,李德仁是一個好學生。于一平』

  錄音采訪到這里,我聽到李德仁院士的聲音有點發(fā)澀,我的眼睛也濕潤了。如果沒有楊堅的一再堅持?如果沒有于一平這封私人信函?還有后來的『李德仁方法』、『五院院士』、國際攝影測量與遙感學會第3委員會主席(1988-1992)和第6委員會主席(1992-1996)嗎?

  『事實上,在當時政治形勢的前提下,黨組織已不能坐下來處理我這個已經離校的學生問題。而楊堅也已經做了最大努力后,她也完全可以心安理得按當時的政治要求把我清退?!?/p>

  收到于一平的信,楊堅說,你沒有問題了。李德仁說:『是楊堅和余一平,救了我。而考上北京大學的姓葛的同學,則被清退,打回到農村當了農民,檔案里的材料也隨帶回去,接下來,一路挨整,一直整到文化大革命。另外還有幾個同類型的學生,名字一時記不起來了,都一無例外的受到牽連與經歷。只有我逃過一劫,沒有被退學,沒有挨整。』

  『但因為缺課一個多月,時任教務處處長的紀增覺老師認為一個學期缺課超過1/3,不能跟班,必須要休學一年,又考慮到他每門成績都是5分,于是準許他可以享受最多3門課免學?!挥谑?,李德仁就從5721一班,降到5821班,又因為有3門課免學,到了5821班后有半年無須上課,又不能回家,不敢告訴家里。還是楊堅處長,在她的幫助下,李德仁留在高校里做了半年臨時工,一個月18元。直到跟上58一班學習,他才敢回家告訴家人。

  這里,還應當說到李德仁的另一個幸運。由于這個變故與留級,他與另一個『留級生』遇上,而這個人后來成為了他終生伴侶。她叫朱宜萱。因為父親朱裕壁教授(原湖北醫(yī)學院創(chuàng)始人,1933年留德醫(yī)學博士,湖北省醫(yī)學界三元老之一)被打成“右派”的緣故,朱宜萱也從5723班留級到5821班,他們再度遇上。朱宜萱的印象中,那還是在1957年剛進大學,5721班的一個好朋友指著一個靠在西樓門口的男生告訴她:這就是我們的小班長。小班長也會留級?朱宜萱一開始挺納悶,后來才知他和自己同病相憐。兩個因為所謂『政治問題』的留級生,最后開出一朵并蒂蓮,相當于錯誤的枝干上結出一枚正確的果。一個有『右派言論』的學生和一個『右派』子女,同時被降級,最后走到一起,太像詩了:

  我們狹路相逢

  這是緣分

  我們并無選擇

  兩壁是高墻

  這就使陽光變得稀少

  變得尤其珍貴……

  補充說明一下,這位拯救李德仁的武漢測繪學院的首任人事科長楊堅,曾是前抗日新四軍東江縱隊女游擊隊長,也是當時湖北軍分區(qū)司令的夫人。也就是說,她的政治身份與底氣為她當時的政治冒險行為做了背書。

  當我在錄下、寫下這一段文字時,當事人李德仁已屆八十高齡,楊堅和于一平應當過了百歲或已不在人世了,可我多想對他們說上一句,謝謝!謝謝您們!毫無疑問,所謂右派以及與之相關的所謂同情右派的言論,都不是他們的事。但他們在那個特定時候,面對一個無助的幾乎面臨失學的青年學生,所表現出來的正義感與悲憫情懷,成就了“李德仁方法”和李德仁的后來,且不說李德仁個人所創(chuàng)建的無數項成就,截止目前,李德仁共帶出200多名博士,100多名碩士,學生中就出了三個院士。這些,都與這兩位我未能見到與之親近卻又如此親切感人的陌生人密切相關。顯然,這里的角度是從正面進入的。事實上,我們還可以有另一種切入角度,從另一面:當年那些被開除、勸退的曾經與李德仁在一起聊天、討論報紙文章的同學,其中難道沒有可以造就,可以建功立業(yè)的未來的精英嗎?這樣一問,忽然心口有點發(fā)緊,有點氣噎。

  在里下河農村插隊時,我留意過,幾乎所有魚都選擇逆水而上。不僅如此,魚還會“爬坡”,但凡地面有落差,有流水呈瀑布狀流瀉之處,必有一群魚在那里“戲水”,這個詞我以為是“系水”。借助眼前幾乎直立的水柱,魚從一個地面高程攀上另一個地面高程。我甚至覺得,所謂“人往高處走”這一潛在動機,其實來自對魚的模仿,抑或許“水往低處流,魚往高處走”才是這俗語的原型。子非魚。雖然我不明白魚的道理,但我卻在魚的行為中,想到人的行為。據說人的遠祖即來自于魚類,想必人的身上有魚的基因?

  我還留意到,魚的命運大都受捕魚人捉弄。捕魚人利用魚逆水上游的特點,故意制造出水的落差與動靜,引誘魚來就擒。還有設置在里下河的“千繒萬籪”,似乎也都是為了遏殺魚的上游之夢。因此,很難有一尾魚,能順順當當、一階一階攀上更高的地面高程,或者說,能成為最后“跳過龍門”的魚。

  那么人呢,人在實現他的夢想時,一樣會遇到許多他所不知道的機關與設計。當人被命運左右,被看不見的網纏繞,最后被時間清零,其實與煮熟的魚在我們的餐盤一樣。這里的一生或一天,時間具有同樣意義,那就是在一次次在重復清零的動作。子非魚。我不知道魚怎么想,但我知道人的困擾與郁結?;蛟S,人的最基本的愿望是這個世界上再沒有種種玩弄他們的設計與機關,就像里下河的魚,希望再沒有捕魚人的狡詐,沒有千繒萬籪的陷阱,然后容著自己逆流上游,去追求,去系水攀高。這時,能否成功就全在于自己,在于自己的努力與追求。人,正是這么希望的。

  我們不能指望生活中有更多的楊堅和于一平。我們更不希望生活仍有那個寫黑材料的卑劣小人。但,有一個良性的始終催人奮進,促進優(yōu)秀人才輩出的健康的社會環(huán)境,才是一個科技知識分子的最重要的祈求!從這個意義上,我真希望有一個『李德仁方法』之類的查錯法,把這些年來造成諸多災難的錯誤徹底查明,予以糾正,讓所有的積極進取再沒有人為阻擾,像里下河的魚,再沒有『千罾成籪』的陷害,能奮力上游,躍過龍門,這該多好!

  三、三個有趣的出生年代和『三S集成』

  前面說到『幸運的是李德仁遇上幾個改變他命運的人!』現在一下子跳到『三S集成』上來,在語言邏輯關系上,似乎有點突兀。事實上是李德仁在接受采訪中提及三個偶然卻又有趣的出生年代,促使我把它們集中在這一章節(jié),并且與后來李德仁在國內首先提出的『三S集成』科學概念整合在一起。

  三個有趣的出生年代分別是:

  李德仁的恩師、碩士生導師王之卓,出生于1909年。

  李德仁的博士生導師、德國教授阿克曼,出生于1929年。

  再就是李德仁,出生于1939年。

  1992年,李德仁發(fā)表了他當選院士后的第一篇文章:《論3S集成》,最早在國內提出『三S集成』這一科學概念。此時的王之卓已經83歲高齡,比他小20歲的阿克曼教授也已經63歲。李德仁本人則是53歲。

  《論3S集成》(3S指GIS、GPS和RS),三S集成的基本思想就是:(RS)遙感,包括攝影測量,是在『面方式』下進行數據成像,(GPS)全站儀則是『點方式』的數據成像,(GIS)則是所有『面方式』和『點方式』成像結果在計算機里存儲、管理和應用。點方式精度高但效率低,面方式速度快但要依靠點方式作基礎,所有最后的成果都沉淀到GIS。

  有一種說法,科學是建筑在細分基礎上的。譬如醫(yī)學,許多醫(yī)藥科學家畢生的研究只在某一個細胞或某一個菌種。而李德仁認為,多系統(tǒng)集成則是前沿學科的發(fā)展方向。他的這一思想得到國際上的認可和贊揚?!墩?S集成》也因此成為李德仁學術成就再上臺階的標志性文章,3S集成也獲得了國家自然科學基金重點發(fā)展項目。

  從創(chuàng)立『李德仁方法』開始到『論三S集成』,差不多十年時間,李德仁成功完成了從攝影測繪科學到地球空間信息科學的過渡。

  這樣的科學進步與了不起的跨越,離不開前面列舉的『三個有趣的出生年代』的人(這里包括李德仁自己)。

  首先是王之卓院士。我第一次走進武漢大學的『測繪遙感信息工程國家重點實驗室』,正對大門,迎面立著王之卓先生的半身塑像,足見王之卓在測繪學科的地位及其對創(chuàng)建測繪大學的貢獻,也足見李德仁他們這些后來者尊師重道的品德。說起王之卓先生,年近八旬的李德仁一臉的崇敬與高山景行的虔誠。

  王之卓院士(1909.12.16 –2002.05.18),航空攝影測量與遙感專家,河北豐潤縣人。 1932年畢業(yè)于交通大學(現西安交通大學和上海交通大學)。1939年獲德國柏林工業(yè)大學工學博士學位。

  王之卓經歷中有許多光輝業(yè)績與學術成就,這里僅把他與武測與李德仁交匯的部分作一個簡潔梳理:

  1955年10月—1956年8月:根據武測籌委會統(tǒng)一安排,王之卓從青島工學院借調到上海同濟大學,從事航測教學科研及前蘇聯專家方面的工作。

  1956年7月:參與籌建中國測量制圖學會(中國測繪學會),任籌委會副主任委員。旋即任中國代表團團長,代表學會赴瑞典斯德哥爾摩參加國際攝影測量大會。

  1956年8月:調任原武漢測量制圖學院一級教授、航測與制圖系首任系主任。

  1957年8月:原武漢測量制圖學院將航測與制圖系分開為航測系和制圖學系,任航測系首任系主任。

  1957年:在《武漢測量制圖學院學報》創(chuàng)刊號發(fā)表論文《偶然誤差累積的系統(tǒng)現象及其在攝影測量中的應用》,在中國首次提出了偶然誤差累積的規(guī)律。

  1957年12月:參加在北京召開的中蘇朝越蒙五國測繪科技會議,發(fā)表題為《起伏地區(qū)航攝像片相對定向元素解算公式的研究》,提出的新解算公式之精度大大優(yōu)于前蘇聯的“瓦洛夫公式”,被人稱之為“王之卓公式”。

  1957年,李德仁考取武漢測繪學院。如前所說由于所謂的『右派言論』,也因為楊堅和于一平的緣故,1958年,李德仁在考入武漢測繪學院后事實上第二次被『錄取』,在5821班續(xù)讀大學一年級。

  把時針撥回到1958年,李德仁19歲,王之卓49歲。正是在這一時間結點,李德仁開始走進王之卓的視野。

  前面說到國家為辦好這個新組建的測繪院系,在全國范圍抽調了最優(yōu)秀的師資參與創(chuàng)建,其中有五個一級教授、三個院士,王之卓是其中一位。王之卓當時擔任學院副院長,是公認的學術專家和權威。在5821班,教航測的老師是顧葆康,顧葆康曾是1931年中德航測團的中方團長。因為顧老師身體很不好,教到一半就替換為陳適來教(陳適老師從奧地利留學歸來,是陳布雷的兒子)。也就是說,在5821班,王之卓與李德仁并無直接教學關系。

  起因是李德仁課余閱讀了大量的測量與制圖的書刊,善于思考的李德仁常常會發(fā)現一些問題,為了解惑,也為了辨明是非,他寫了4篇文章,闡述自己的觀點,對加拿大某教授和俄羅斯某教授的一些觀點提出置疑。

  他把文章交給了陳適老師,幾天后發(fā)下來,多了一個大大的“閱”字。這讓李德仁有些納悶,這到底是說他對還是不對呢?為了弄明白他自己到底有沒有弄錯?他找到朱宜萱,問她能否把文章轉交給王之卓。這時的朱宜萱是李德仁比較要好的女同學,而她又跟王先生的閨女是閨密。也正因為這樣的關系,李德仁的文章就到了王之卓手中。王之卓看到轉交來的文稿十分興奮,又批又圈,還命辦公室秘書找到李德仁,叫他第二天下午到家里談文章。

  這樣,李德仁就有了第一次和一位大師面對面交流的機會。朱宜萱也正是通過這次傳遞信息,側面了解到李德仁的更多信息。王先生為意外發(fā)現一匹千里馬格外驚喜。王先生告訴李德仁,他的質疑是對的,他的原理思想也很好,只是實現思想的硬件條件現在還不具備。他拿出李德仁的文章,對其中的各個觀點一一圈點……他們就這樣從下午4點一直談到晚上8點,期間王師母三次催促吃飯,王先生都舍不得中斷話題。最后王先生告訴李德仁,你先回去,我決定明年帶你做畢業(yè)論文,你回去后要好好地看英文文獻,看資料。

  這是李德仁人生的一個關鍵時刻。因為這次事情以后,他不僅有了一位好老師,還因此得到他一生的伴侶——

  李德仁開始和朱宜萱談朋友。當時追求朱宜萱的不乏清華、北大和中山大學等等名校的佼佼者,但這時朱宜萱總能不時從閨密那里獲知李德仁得到王之卓首肯的第一手信息。后來,李德仁去朱家作客,與朱宜萱父親朱裕璧教授談得也很投機,朱教授是著名學者,喜歡有思想的年輕人。朱母看著李德仁也滿心歡喜。

  遵照王先生指引,李德仁和另外十來個人參加了一個英語學習小組,一個畢業(yè)于上海語學院英語系的老師免費為他們授課,每個禮拜晚講兩次課。李德仁是小組組長,通過強化學習,他竟將英國知名教授湯姆森的文章看懂了,英語和專業(yè)功底已不可與往昔同日而語。

  學業(yè)與愛情齊頭并進,李德仁的前途似乎無限光明。

  李德仁的大學畢業(yè)設計是在王先生的指導下完成的。標題是“反光立體鏡作解析攝影測量加密制圖”,設計被評為大班第一名,隨后又寫成論文發(fā)表在《測繪學報》,得到稿費180元。這么一大筆錢李德仁一直沒舍得花,這也是他后來和朱宜萱結婚時的唯一存款。

  新中國成立后,研究生教育進展很慢,從1950年到1965年,全國共招收研究生2.3萬人。在王卓人先生的鼓勵下,李德仁報考了王之卓的1962屆研究生,在武漢大學考了三門課:航測、平差和外語。考完后王師母特地叫上李德仁到家里改善伙食,有魚還有西瓜,在那個困難時期已算非常豐盛。王師母告訴李德仁,你考得非常好,王先生要錄取你當研究生——當年王之卓僅招一個研究生。三門課滿分300分,李德仁考了299分。后來,王先生對他說,想找個地方扣點分數都找不到,后來終于找到一處漏寫了單位米,扣掉一分。

  然而,莫須有的『右派言論』問題又在暗流涌動。只不過這一次沒有顯現出來,一切似乎是順理成章。學校公布1963屆畢業(yè)生的分配方案:李德仁的研究生未被錄?。ㄎ凑f明什么原因),被分配到國家測繪局地形二隊,朱宜萱則分在了陜西測繪局地形七隊。分手前,王先生語重心長地對李德仁說,分配是國家統(tǒng)一安排,要想得通,功課不要丟,以后還是有用的!是呀,想不通也得想通呀,在當時的政治環(huán)境下。

  地形二隊三中隊將被派往新疆工作,為此還組織他們學了一個多禮拜的維語。后來,由于國家測繪局研究所在寶雞秦嶺有個試驗場地,要做全野外控制點,李德仁沒去成新疆,到了試驗場搞野外測量。他的計算速度非???,別人一天算三五個點,他一天可以算十幾個甚至三十個點,而且還發(fā)現山區(qū)高程測量不閉合是高程視距表出錯了,提議用水準尺加氣泡測量,修改規(guī)范,重做視距改正表,及時完成了全野外測量任務,還寫了文章在《測繪通報》上發(fā)表。在這里,我又看到里下河人的不屈不撓的上游精神!

  不久他接到通知,說可以回研究所了。后來才知道是王先生把他推薦給了當時的研究所所長陳永齡。也因為這個原因,“文化大革命”開始后,李德仁又多了一條罪狀:李德仁是怎么到研究所的呢?是反動學術權威王之卓推薦給反動權威陳永齡。

  還是這個『反動學術權威』,在得到1978年國家恢復研究生招生的消息后,王之卓第一時間向李德仁遞出橄欖枝:正式邀請李德仁當他的研究生。王之卓還向學院反映說當年(1962年)這個學生的研究生考試成績幾乎是滿分。校方也表示,只要能找到當年考試成績的檔案,可以免試。后來,因時間太久遠,檔案已被文革造反派丟失,于是,專門為李德仁一個人補考。王之卓親自將李德仁安置在學校招待所,幫助他復習了一個禮拜。因為一直堅持沒有完全丟掉學業(yè),李德仁每門課都考了85分以上,被正式錄取成為王之卓的研究生。

  1978年,武漢測繪學院的測繪專家王之卓,在國家恢復研究生招生的第一時間,想起1962年未被錄取的研究生李德仁。算一算時間,連頭帶尾差不多17年過去。1978年,39歲李德仁終于在大學畢業(yè)17年之后,作為王之卓的研究生回到恩師身邊。

  17年哪!所有過來之人想必都會對17年這個時間概念發(fā)出各自不同的感嘆吧。李德仁隨王先生讀了三年研究生。三年里,為了搶回失去的歲月,他拼命讀書,幾乎把全世界當時可以找到的專業(yè)文獻都看遍,沒有復印機,手抄寫,光筆記就整理了20多本。后來他到了德國,初次見到一個外國教授就能說出人家是研究什么的,有什么成果,令對方非常驚訝。

  讀研究生的第二年王先生即推薦李德仁參加出國考試,李德仁不負期望,出國考試考了第一名,教育部卻有規(guī)定,恢復招研后的第一屆研究生不能中途休學出國。

  1981年,李德仁又在廣州通過了國家英語考試,出國留學的條件都具備了。王先生和他的岳父朱裕璧教授都建議去德國留學,當時,德國是全世界航測理論最先進的國家,王先生的航測博士學位就是在德國拿的。李德仁轉過頭來又改學德語。到北京語言學院的德語高級班插班,一開始人家還不敢收他,只能旁聽,旁聽一段時間后才正式接納他。學了4個月,李德仁參加了在北京舉行的國家德語考試,又考了全班第一名。

  1982年10月,李德仁終于以訪問學者的身份如愿去了德國,時年43歲。

  王之卓先生將李德仁介紹給世界攝影測量領域領軍人物之一的阿克曼教授。此時,李德仁學術生涯中第二個恩師降臨。

  阿克曼教授生于1929年,1950-1954年就讀于德國斯圖加特工業(yè)學院,學習測量學。1958年至1966年,成為地球科學國際訓練中心(ITC)的成員。1964年他獲得慣性導航與制導博士學位,并于同年在里斯本舉行的國際攝影測量學會大會上成為奧·馮·格魯貝爾獎的第一位獲獎人。1966年他成為德國斯圖加特大學攝影測量專業(yè)的教授,創(chuàng)建了斯圖加特大學攝影測量研究所并擔任所長。阿克曼教授領導德國斯圖加特大學攝影測量研究所研發(fā)了航帶和區(qū)域的解析空三模型,獨立模型法以及光束法區(qū)域平差方案,經過大量測試之后將解析空三方案投入實踐。經過幾十年的應用,阿克曼教授將該方案推廣到了世界范圍的攝影測量領域。也因為他的這一突出成就,在1976年舉行的國際攝影測量學會大會(如今的ISPRS)上,他獲得了最高榮譽——布羅克金質獎章(Brock Gold Medal Award)。他接下來繼續(xù)研發(fā)DTM(數字地形模塊)生成軟件,并整合到DTM程序SCOP(斯圖加特等高線程序)中。今天這個程序已經在全世界得到廣泛應用。

  王之卓先生介紹李德仁跟隨阿克曼教授從學。但阿克曼教授當時正帶著好幾個學生,便建議李德仁先到波恩大學去學習半年。到了波恩,第一次到國外的李德仁見識到與當時中國反差極大的現代文明,大開眼界。另一方面,勤奮好學,擅長思考,勇于實踐的李德仁,在學術上依舊保持著初生牛犢的銳氣,初到波恩大學庫普費爾實驗所,即發(fā)現該所的區(qū)域網平差程序有毛病,狀態(tài)不穩(wěn)定,他向庫普費爾教授要來程序,花了一個多禮拜時間把程序調試好。庫普費爾教授非常驚訝,從此對他刮目相看。李德仁還就此實踐用德文寫出文章:“克服自檢校平差中過度參數的三種方法”。李德仁之所以能如此先聲奪人、一鳴驚人,與其按王之卓先生要求事先補習了大量高深的數學知識有極大關系。

  當時國際上已將系統(tǒng)誤差研究完畢,正著力研究粗差能否找出來,很多德國科學家、測量學家都在研究這個問題。當時有兩派觀點,一派認為用最小二乘法的原理,是可以找出粗差的;另一種觀點認為不可以,要用穩(wěn)健估計,要推翻高斯分布。而李德仁則提出自己的觀點:如果把粗差看成是一個期望異常的值,那么最小二乘法要改造,但是如果把粗差看成是一個方差異常大的觀測值,就可以用最小二乘法。首創(chuàng)從驗后方差分量估計原理出發(fā),提出了選權迭代粗差檢測方法,即后來的“李德仁方法”。這是他在武漢讀書時受了德國教授講授方差估計后的啟發(fā),也是他的所有知識積累在發(fā)揮作用。

  “李德仁方法”提出后,庫普費爾教授告訴李德仁,你的這個方法很絕,但道理我不是很懂,我把它郵寄給阿克曼教授去看看。阿克曼教授看了后,十分欣賞,于是找到慕尼黑的德國攝影測量與遙感雜志社的主編,希望能發(fā)表出來。這位主編把文章仔細地看了一遍,覺得文章寫得非常通順流暢,當編輯的甚至不需要改一個字詞。這是李德仁在德國發(fā)表的第一篇德文文章,他用邏輯推理的思維方法克服了文字上的詞匯不足和不豐富,文字短小卻有說服力。

  李德仁在波恩大學開始小有名氣,大家都知道中國的王之卓先生30年代在德國拿了航測博士,現在又出了一個中國人,很厲害。在與國際同行的見面聊天中,李德仁不僅對同行的研究成果了如指掌,也敢于直言,他這種務實的學術態(tài)度在國外很受歡迎。

  在波恩大學短短半年的時間里,李德仁用德文寫出了三篇論文,竟然連一個語法錯誤都沒有。庫普費爾教授十分喜歡李德仁,見李德仁論文寫得好,但口語不流暢,就自己出資為他請來德語家庭教師,每天晚上教他現代德語,整整幫李德仁補習了兩個月,使李德仁的口語水平有了很大提高。

  半年后,李德仁從波恩大學轉到斯圖加特大學阿克曼教授門下,阿克曼教授告訴李德仁,你的老師(指王之卓先生)是我的老師的同學,我很尊重王之卓先生,王先生又這么喜歡你,你還是讀我的博士吧。李德仁正式由訪問學者轉為阿克曼教授的博士生。說到這里,這三個尾數帶9的世界級的測繪大師,他們之間的師承關系顯現:王之卓與阿克曼的老師同學,李德仁先從王之卓讀碩士,再從阿克曼讀博士,正所謂純正的師出同門。

  李德仁跟阿克曼教授做的博士論文研究領域是:在區(qū)域網平差里面,自動地把多個粗差和系統(tǒng)誤差區(qū)分出來。分別處理粗差和系統(tǒng)誤差早在高斯理論里就有過,但要自動區(qū)分它們,卻百年未有。

  1984年10月,李德仁的博士論文《攝影測量平差中控制點粗差和像片系統(tǒng)誤差可區(qū)分的理論及實驗研究》開始送審,按照規(guī)定,整個斯圖加特土木工程學院的100多個教授都要審閱。論文被復印成5份快速傳遞。

  在等待論文評審的過程中,斯圖加特外事局推薦李德仁去一所哥德語言學校。該校不僅免費教外國人德語,還可以享受一個月400-500馬克的零花錢。李德仁告訴王先生自己去了德語學校,先生有點不解,即將回國了還學德語,干什么?而李德仁只是想利用等待的時間多學點以后能用得上的德語。

  李德仁一邊學德語一邊準備答辯,答辯有嚴格的要求,45分鐘的答辯時間,只能正負一分鐘才能拿到高分,李德仁天天計表練習。

  1985年2月5日,答辯正式開始,李德仁準確地講了45分20 秒。這一次的訓練,使他以后每逢講課、作報告,根本不用看表,完全憑感覺就能準確掌握時間。

  李德仁的博士論文答辯獲得了斯圖加特大學的最好成績,1分+5星,其紀錄至今無人打破。在德國,博士論文評語是嚴格保密的,但在李德仁回國前的一次聚會上,阿克曼教授破例公布了李德仁的論文評語,國際著名理論大地測量學家格拉發(fā)倫特教授寫道:“我為此文而激動,它解決了一個困擾測量理論與實踐達一百多年的難題。”

  把粗差發(fā)現的理論上升到粗差和系統(tǒng)誤差區(qū)分的理論,世界上科學技術最先進的國家,也要用李德仁的理論來校正自己的航測平差系統(tǒng)。李德仁因此榮獲了聯邦德國漢莎航空測量獎,也正因為如此突出的貢獻,李德仁于1991年當選為中國科學院院士。

  1983年,阿克曼教授到中國講學,去到武漢測繪學院講課,李德仁擔任翻譯。阿克曼教授鼓勵李德仁多講、大膽地講,因此這次講課,很多時候就是阿克曼教授點出一個題目、思路,李德仁在口譯成中文過程,再充分拓展、延伸,他們師生配合非常默契。跟隨阿克曼讀博士,李德仁還于無形中開創(chuàng)了先例:即出國才一年就能回家探家。正常規(guī)定是兩年。阿克曼替他報銷了來回路費。

  在德國,李德仁按規(guī)定一個月可以享受680馬克(約2000元人民幣)的生活補助,而且阿克曼教授每個月還會從自己的公司里面給他加400馬克,放假還帶他去滑雪、旅行,所有的錢都是阿克曼出,甚至他每個星期給妻子朱宜萱寄一封信的錢也幫他出。待1985年李德仁學成回國,平時一腦門鉆進學術出不來的的李德仁,竟然積余下幾萬馬克。真是無心插柳柳成蔭。這不僅說明阿克曼對他的照顧無微不至,也間接說明,在德國學習期間,李德仁時間與精力都放在學習上,除了學術還是學術,生活之余幾乎沒有發(fā)生什么個人消費。

  李德仁出生于1939年。與王之卓的1909,阿克曼的1929,數字排列上很有趣:尾數都是9?!壕拧辉跐h語語境中有著特殊的意味,『九』是『天地之至數』。“九”與“久”諧音,“九”也因此成為中國人喜聞樂見的有意味的吉祥數字之一。三個『九』聚焦在一起,正如有三個『S』的『三S集成』,盡管是一種偶然,但有趣的字母排列與有趣的年齡數字組合,似乎冥冥中有一個特別的寓義。

  通常我們說一個人在生命歷程中,遇到一些重要的、關鍵的、改變他命運的人,一般都是指他在。因此,當前文寫到『幸運的是李德仁遇上幾個改變他命運的人!』在語言邏輯層面應當不包括自己。然而,作為他這個年齡段的例外現象,我依舊把李德仁『自己』作為改變他自己命運的人來略做敘述。

  如前所說,1939年出生的李德仁,在少年階段就遇到『反右』差點被退學,以及隨之帶來的一系列看不見又始終暗流涌動甚至防不勝防的隱患。被耽誤了差不多17年時間(1962至1978)。這一點他與先生王之卓不同,王先生是在另一個社會環(huán)境中完成他的學術修為和學術建樹,1939年,在李德仁哇哇墜地之時,王之卓已獲德國柏林工業(yè)大學工學博士學位。

  1957年因所謂『右派言論』面臨退學危機的李德仁雖然被楊堅、于一平等人挽救回來。但1962年依舊為此被拒于的研究生門外,以致王之卓和李德仁這組最佳組合的師生情緣被耽誤了整整17年。須知他們師生年齡相距整整三十歲,就是說他們先天有著三十年的時間差,再加上這十七年,多么可怕!47年的時間差。如果不是上天最終眷顧了李德仁和王之卓,讓他們在39歲(李德仁)與69歲(王之卓)之際終于相逢。這多么幸運,又多么驚險!自然,廣而言之,在中國被莫須有『政治』原因耽誤的人海了去。當歷史無情的劃了一個大圈,當許多人重新行駛在正確的人生軌道,確有不少人在各種不同領域,做出了不起的貢獻,發(fā)揮很大作用,但在學術上卻很少有人能像李德仁這樣,成為一個標桿式的人物。那是因為,學術與其它行業(yè)都不一樣,學術需要時間,需要積累,這中間容不得半點馬虎、松懈。這也正是為什么科學史上介紹的那些大師們,大都是過去的那個時代即完成學業(yè)或做出學術成果的重要原因。

  我們再來看李德仁,就明白他的成功是多么艱難?!雖然命運厚愛他,讓他遇上楊堅、于一平、王之卓、阿克曼。但如果沒有一個遇逆境始終不屈服,不低頭,始終勤奮好學,堅持獨立思考,始終力爭上游的李德仁,我們今天所看到的一切,也許只是一個永不能實現的愿景!

  不管政治風云如何變幻,李德仁始終沒有忘記恩師王之卓的教導,繼續(xù)研究,寫軟件。1963的李德仁雖春華正茂,精力旺盛,卻既不能讀研,也沒有被放在必要的位置上,沒有適當的學術研究的條件與環(huán)境。他走過很多地方,在許多工作崗位上呆過。大家對他的印象就是“這個人很聰明,很有學問,只是有『政治』問題,很可惜”。

  說話間1966年,“文化大革命”開始了,李德仁被圈定為“修正主義的苗子”“57年的漏網右派”,被下放到河南五七干校。

  在干校,可是什么都干。李德仁年輕力壯,被派去攪拌混泥土,送建筑材料蓋房子。又轉去正陽農場種水稻,拖拉機載著行李絕塵而去,李德仁他們這些改造對象背著小行李徒步“拉練”。插秧,得倒退著走,每插一排往后退一步,長長的田幾乎要一眼望不到頭,累得人腰酸背痛。收糧的時候則要將一袋袋包扛到倉庫,稻谷一袋180斤,小麥一袋120斤。李德仁雙手叉腰,另外兩人合力將包送到他肩上,他一路小跑,經過一個小坡后到達倉庫,然后身子一斜,將包堆好。炊事員脫檔了,李德仁又被派去當了炊事員,在那里學會了做饅頭,做紅燒雞,還能打菜“一勺準”。

  好不容易,從五七干校出來,這時的測繪局已解散,李德仁被分到了石家莊水泥制品廠。

  在水泥廠里,李德仁整天干的就是打電線桿、綁鋼筋、攪混泥土、鉆螺絲,三班倒。廠長看他是大學生,就把他轉到實驗室,專門負責水泥制品廠的化學研究。李德仁跟國家建材院的研究人員一起發(fā)明了一種全新的硫鋁酸鹽水泥系列,獲得了國家科技發(fā)明二等獎。當時普通的水泥只賣30元/噸,他們研究出來的特種水泥能賣120元/噸。

  這里,無法把李德仁這十七年中所承受的磨難都敘述一遍,事實上,這些磨難相對于當時的人而言,也算不上什么特別不一樣的磨難。不一樣的是:李德仁始終沒有放棄『向上』,如同里下河的始終『上游』的魚,闖過千罾萬籪,最終『系』水而上,幸運的躍過龍門!如果,當年我們有透視眼力能看到未來,就會明白,對于李德仁這樣一個學術專家而言,讓他最終陷于平庸是他個人的災難,也是世界測繪學科的災難!

  這里要不要替李德仁感謝一下這十七年中不懈努力的『李德仁』!事實上,測繪專業(yè)知識,他一天也沒有放棄,而且,為了非常艱難的未來,即使在五七干校這段艱苦的日子里,李德仁依然堅持學習外語,通過讀英語毛選,聽“美國之音”的英語900句,學習外語,他始終沒有放棄學業(yè),始終沒有放棄希望!

  當我們感嘆上天又給了他機會,讓他在39歲又能見到王之卓并成為他的研究生,卻不能忽略,整整17年時間,他始終在準備著!命運從來只青睞給一些始終準備著的人。

  四、從細分到整合:地球空間信息學

  衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)(GPS)、遙感(RS)和地理信息系統(tǒng)(GIS)是目前對地觀測 系統(tǒng)中空間信息獲取、存儲管理、更新、分析和應用的3大支撐技術 (3 S ) 。

  1988年,李德仁當選為國際攝影測量與遙感學會(ISPRS)主席(第三委員會主席(1988年-1992年)),這個學會主要研究數學理論和算法,在李德仁下面有6個工作組,他利用這6個工作組的研究理論開拓國內的領地,將博士生龔健雅(現為中國科學院院士)收到地理信息理論工作組當組員,還把他送到丹麥學習地理信息理論。隨著面向對象的時興,他和龔健雅一起研究面向對象和一體化數據結構(矢量柵格一體化),這是全新的兩個點。他一直告訴自己,要善于發(fā)現方向,把學生帶到科研的第一線。慢慢地,在GIS(地理信息系統(tǒng))這一塊,李德仁集中20幾人的團隊,開始做“吉奧之星”項目,1989年指導龔健雅做論文,1992年開始申請國家資金,2001年“國產GIS基礎軟件吉奧之星的研制與工程應用”獲國家科技進步二等獎,隨后,李德仁組建了吉奧公司,開始產業(yè)化。

  在攝影測量基本走完的時候,李德仁開始進軍遙感,以國家重點學科攝影測量與遙感以及大地測量專業(yè)的相關實驗室為基礎,積極參與籌建“測繪遙感信息工程國家重點實驗室”,進行早期的遙感研究。

  1991年,李德仁當選中國科學院院士后,受到國防科技部的邀請作指導。他以遙感申請國防項目,得到撥款40萬元作研究,成為原武漢測繪科技大學(1985年由武漢的一個大項目),李德仁找來四個教授分別做高分辨率遙感、超光譜、成像光譜儀、數據壓縮和雷達研究,他自己則帶著研究生同步研究這四個項目,向遙感拓展。

  與此同時,在王之卓等前輩專家的率領下,『測繪遙感信息工程國家重點實驗室』1989年初由國家計委正式批準成立;1991年世界銀行貸款啟動,成為世界銀行在中國的七個跟蹤示范實驗室之一;1992年國家測繪局投入開放研究基金,實驗室正式對外開放;1995 年通過由國家教委、國家計委和國家測繪局組織的聯合驗收;1996年在國家自然科學基金委組織的評估中,名列地學部14 個國家重點實驗室第5 名; 2000 年參加國家自然科學基金委組織的評估,名列地學部28個國家重點實驗室和部門開放實驗室第4名,被評為優(yōu)秀國家重點實驗室; 2004年,在國家科技部等部委召開的國家重點實驗室建設20周年總結表彰大會上,本實驗室被授予先進集體稱號,獲“金牛獎”。2005年再次被國家科自然科學基金委評為優(yōu)秀實驗室。

  作為中國測繪學科唯一的一所國家級重點實驗室。李德仁擔任測繪遙感信息工程國家重點實驗室第四屆學術委員會主任。

  按照國家重點實驗室應是相關領域“國家隊”的要求,實驗室有固定人員97人,其中,研究人員86人。研究人員中,院士7人;教授57人,副教授25人;博士學位67人,45歲以下中青年科技人員46人。如今所設的研究室有:航空航天攝影測量、遙感影像信息處理、空間信息系統(tǒng)、精密空間定位、3S集成與空間信息服務、多媒體通訊以及海洋監(jiān)測與數字工程研究中心等。

  隨著對3S研究和應用的不斷深入,科學家和應用部門開始認識到單獨運用其中一種技術不能滿足一些應用工程的需要,而綜合利用這3大技術的特長,形成和提供所需的對地觀測、信息處理、分析模擬的綜合能力,成為重中之重。20世紀90年代以來,3S的研究和應用開始向集成化方向發(fā)展,在這種集成應用中:GPS主要被用于實時、快速地提供目標,包括各類傳感器和運載平臺 (車、船、飛機、衛(wèi)星等)的空間位置;RS用于實時地或準實時地提供目標及其環(huán)境的語義或非語義信息,發(fā)現地球表面上的各種變化,及時地對GIS進行數據更新;GIS則是對多種來源的時空數據進行綜合處理、集成管理、動態(tài)存取,作為新的集成系統(tǒng)的基礎平臺,并為智能化數據的采集提供地學知識。

  按照3S集成的思想,李德仁原來已經將GPS和RS集成,現在要做的就是把最后一個“S”放進去。1994年,李德仁花了2萬元買來一輛舊吉普,在車上裝GPS,裝激光慣性導航系統(tǒng)(INS),裝CCD(電荷耦合器件),裝電腦等,做成一部3S移動測量車,系統(tǒng)做出來的時候,他的弟子用這部車載著湖北省省委書記、省長、科技廳廳長等領導在原武測校園兜了一圈,車上的屏幕能準確地把校園地圖和GPS點位顯示出來,這一成果得到了領導們的表揚。

  根據這一思維,李德仁開始引進投資創(chuàng)建立得公司,2007年,測繪遙感信息工程國家重點實驗室和立得公司聯合研制的“基于3S集成技術的LD2000系列移動道路測量系統(tǒng)”獲國家科技進步二等獎。

  從1994年到2007年,在十幾年的時間里,李德仁攻破了數據“時空同步”的技術難關,做出第一套產品賣給韓國用戶做智能交通地圖,還派技術員到韓國,與用戶配合,一邊使用,一邊修改,完善全部軟件系統(tǒng)。

  另一個成功的3S技術集成系統(tǒng)的例子,是2015年初由立得空間自主研制出的集全景相機(CCD)、GPS、GIS、激光慣性導航系統(tǒng)(INS)和920m超遠距離激光掃描儀(LiDAR)為一體的移動式測繪系統(tǒng) (mobile mapping system )。該系統(tǒng)將GPS/INS,CCD LiDAR實時立體攝像系統(tǒng)和4D測繪產品(DEM數字高程模型、DOM數字正射影像 、DLG數字線劃圖、DRG數字柵格圖),以及衛(wèi)星導航定位(GNSS)、衛(wèi)星遙感 (RS)和地理信息系統(tǒng)技術(GIS)的進行集成。

  從細分到整合,以3S集成為標志,測繪技術發(fā)展到一個新階段:傳統(tǒng)測繪學逐步完成了到地球空間信息學的過渡和提升。

  細分思維與整合思維,是不同的思維方式。一般而言,邏輯思維傾向于細分,形象思維傾向于整合。如果比較中西方文化,似乎西方的文化思維也傾向于細分,而中方的文化思維更傾向于整合。這在中醫(yī)與西醫(yī)的診治原理上,表現尤其明顯。比如,西醫(yī)分科極細,牙科醫(yī)生不看口腔科疾病,中醫(yī)則憑著『望聞問切』兼治諸病。

  李德仁說,有一次他與阿克曼教授、格拉發(fā)倫特教授聚會,兩位德國教授在同一所大學供職,一個搞大地測量,一個搞遙感,是同事,他們工作環(huán)境,一個在樓上,一個在樓下。聊到『三S集成』,他們表示贊賞,又有些驚訝,吃飯時聊天,他倆相視而笑,說,我們兩個為什么沒有搞集成呢?為什么?顯然這是一個關于思維方式問題。

  李德仁少年時代喜歡過詩,身上不乏形象思維能力,再加上他原本就誕生于一個『無』中生『有』的地理環(huán)境,喜歡思考,天馬行空的想象力,為他的科技創(chuàng)新插上了翅膀。

  1994年,李德仁又被評為中國工程院院士,成為當時測繪界唯一的雙院士。他當選院士后發(fā)表的第一篇文章:《論3S集成》(GIS、GPS和RS),其基本思想就是:遙感,包括攝影測量,是在一個面方式下進行數據成像,GPS、全站儀是點方式,GIS是所有面方式和點方式成像結果在計算機里存儲、管理和應用,點方式精度高但效率低,面方式速度快但要依靠點方式作基礎,所有最后的成果都沉淀到GIS。他的這一思想得到了國際上的認可和贊揚,《論3S集成》成為李德仁再上臺階的標志性文章,他因此獲得了國家自然科學基金重點發(fā)展項目。

  利用3S集成技術可以免除野外控制點的測量,使制圖的速度提高到前所未有的水平。例如,利用資源三號衛(wèi)星全國數據和相應的衛(wèi)星軌道與姿態(tài)高精度參數進行整體無控制區(qū)域網平差計算 (8 8 1 0 ×3景 , 原始數據量4 0 T B ) , 采用選權迭代驗后方差估計的粗差探測方法,從20億個匹配點中自動選擇300萬個堅強連接點,遙感影像自主定位精度可提高到優(yōu)于5m(經第三方檢測:平面精度3.5m , 高程精度4.2m ) , 從而滿足全球1∶50000測圖要求,利用資源三號衛(wèi)星全國數據進行全國數字表面模型和數字正射影像自動化生產,處理數據量40 TB,60個計算節(jié)點,耗時15天完成。這樣的速度是60年以前的測繪完全不敢想象的。過去做1∶5萬的地圖要花幾十年,現在只需要十幾天,而且是全自動的。

  概言之,20世紀90年代,隨著信息技術的發(fā)展,以及衛(wèi)星導航定位(GNSS)、衛(wèi)星遙感(RS)和地理信息系統(tǒng)技術(GIS)的集成,測繪技術發(fā)展到一個新階段。以3S集成為標志,逐步完成了由傳統(tǒng)測繪學到地球空間信息學的過渡和提升。地球空間信息科學,讓地球空間信息的數據采集形成海陸空天一體化的傳感器網絡并與全球信息網格相集成,從而實現自動化、智能化和實時化地回答何時(When)、何地(Where)、何目標(What Object)發(fā)生了何種變化(What Change)的問題,并且把這些時空信息(即4W)隨時隨地提供給每個人,服務到每件事(4A服務:Anyone,Anything,Anytime and Anywhere)。

  地球空間信息學是測繪遙感科學與信息科學技術的交叉、滲透與融合,它作為地球信息科學的一個重要分支學科,可為地球科學問題的研究提供空間信息框架、數學基礎和信息處理的技術方法;同時,它又通過多平臺、多尺度、多分辨率、多時相的空、天、地對地觀測、感知和認知手段改善和提高人們觀察地球的能力,為人們準確而全面的判斷與決策提供大量可靠的時空信息。1996年,國際標準化組織 (ISO )對地球空間信息學 (Geomatics)給出了它的簡明定義:“Geomaticsis the modern scientific term referring to the integratedapproach of measurement,analysis, managementanddisplayofspatialdata”.

  李德仁提出的地球空間信息學的概念與理論體系:1.時空信息獲取的天地一體化和全球化。2.時空信息加工與處理的自動化、智能化與實時化。3.時空信息管理與分發(fā)的網格化。4.時空信息服務的大眾化。這也就是說,通過『數字物獲取,數字的描述和數字的分析』,為大眾提供實時信息服務,

  在此基礎上,2005年,李德仁再次提出一個理論,要把天上的衛(wèi)星、空中的飛機、地上的移動測量系統(tǒng)與網上的GIS全放在一起,叫『廣義空間信息網格』,要把圖像處理、GPS處理由在地上做放到天上做,叫『在軌數據處理』,他希望能到2020年構成一個天上、地上合在一起,能夠實時更新、處理數據的一個實時、準實時系統(tǒng)。

  李德仁,這時已從一個作戰(zhàn)指揮員成為參與國家決策的科學家,站到了國家的高度,有著全球的視野。

  『2017年6月4日,中國工程院重大咨詢項目‘天基信息實時服務系統(tǒng)(PNTRC)發(fā)展戰(zhàn)略研究’啟動會在京召開,14位院士圍繞該項目進行深入研討。中國工程院黨組書記李曉紅院士出席?!?/p>

  『出席會議的院士還有:項目組組長李德仁,副組長王禮恒,專家組成員王永志、沈榮駿、周建平、樊邦奎、譚樹森、龔惠興、楊士中、姜會林、李建成、龔健雅、陸建華。』

  『「天基信息實時服務系統(tǒng)(PNTRC)發(fā)展戰(zhàn)略研究」咨詢項目是中國工程院2017年度啟動的14項重大咨詢項目之一,旨在對我國未來天基信息實時服務系統(tǒng)建設目標、技術體系、可行性、運行服務模式等進行科學論證,提出我國軍民融合的PNTRC系統(tǒng)發(fā)展戰(zhàn)略建議。對我國未來天基信息系統(tǒng)的科學規(guī)劃具有重大指導意義?!?/p>

  以上文字截取《武漢大學新聞網》的報道。我把三個關鍵詞“PNTRC、“發(fā)展戰(zhàn)略”、“研究”從一個完整的句子里提取。并把“項目組組長李德仁”、“進行科學論證”、“發(fā)展戰(zhàn)略建議”這三個內容記在采訪本上。顯然,這是一項正在進行中的項目,而作為項目組長,李德仁任重道遠。他在八十歲這個年紀上,心中關心是如何實現通信、導航、遙感衛(wèi)星一體化組網,讓人工智能上天,從而實現自動、實時地為軍民用戶提供PNTRC服務,即提供位置、導航、授時、遙感和通信服務,實現空天信息的大眾化服務。

  五、“空間數據挖掘理論”與院士親兄弟

  天基信息實時服務系統(tǒng)(PNTRC)作為一項發(fā)展戰(zhàn)略,正在進行科學論證。PNTRC:P是定位,N是導航,T是學術,R是遙感,C是通信,把五位一體做成一個空間信息網絡。就是把帶有遙感,通信,導航載荷的衛(wèi)星和飛機等空間結點構成,通過動態(tài)建設網,實時獲取,傳輸和處理海量數據,實現天基信息的體系化運用。

  這是一篇大文章,關系國家和民族的大文章。

  2018年6月2日12點13分,酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心,武漢大學“珞珈一號”科學實驗衛(wèi)星通過搭載長征二號丁運載火箭成功發(fā)射,12點27分03秒,順利進入預定軌道。截至發(fā)稿前,衛(wèi)星狀態(tài)正常,進入在軌測試階段。研發(fā)團隊依托地球空間信息技術協同創(chuàng)新中心、測繪遙感信息工程國家重點實驗室、遙感信息工程學院、高分辨率對地觀測系統(tǒng)湖北數據與應用中心等組建,由李德仁擔任首席科學家,測繪遙感信息工程國家重點實驗室教授張過等牽頭完成。

  這也是李德仁接受采訪時多次說到的“一星多用、多星組網、多網融合、實時服務”,他還說,今年6月2日發(fā)射珞珈一號科學實驗室衛(wèi)星01星,是我國首顆夜光遙感衛(wèi)星,也是我國首顆同時具備對地觀測與衛(wèi)星導航增強功能的低軌衛(wèi)星。夜光遙感分辨率為130米,理想條件下可在15天內繪制完成全球夜光影像,提供我國及全球GDP指數、碳排放指數、城市住房空置率指數等專題產品,動態(tài)監(jiān)測中國和全球宏觀經濟運行情況,為政府決策提供客觀依據。同時,它還搭載導航增強載荷,開展衛(wèi)星導航信號增強和星基北斗完好性監(jiān)測技術驗證試驗,為我國開展新一代導航信號增強關鍵技術的研究和“一星多用”的集成化空間信息系統(tǒng)建設理論提供試驗依據。經過幾個月的運行,這兩個任務都取得圓滿成功。

  真有點像評書中常說的那樣:說時遲,那時快。太快了!我的采寫文章還在寫作過程,珞珈一號01星已經升空登天。計劃中“珞珈一號”02和03星還將分別于明年(2019)后年(2020)上天。

  據悉,“軟科世界一流學科排名”使用一系列國際可比的客觀學術指標對全球大學在相關學科的表現進行測量,包括科研規(guī)模、科研質量、國際合作、高水平科研成果、國際獎項等。2018年排名覆蓋54個學科,涉及理學、工學、生命科學、醫(yī)學和社會科學五大領域,共有來自83個國家和地區(qū)的1600余所高校最終出現在各個學科的榜單上。2018年7月17日,軟科正式發(fā)布2018“軟科世界一流學科排名”(Shanghai Ranking’s Global Ranking of Academic Subjects)。在最新排名中,武漢大學的遙感科學與技術和清華大學的通信工程、北京航空航天大學的航天航空工程均位列世界第一。

  從『李德仁方法』開始,從幾何學到信息科學,從單一學科到多學科交叉集成的新學科。李德仁從測繪、遙感出發(fā),始終走在科技創(chuàng)新的前沿,始終面對嚴峻的現實,一步一個腳印,走到今天。

  李德仁步步登高,『測繪』的是天地,『遙感』的是世界,『挖掘』的是未來。

  李德仁不僅始終走在科學的前沿,還不斷在創(chuàng)造前沿的科學。一個個理論觀點和一項項科技創(chuàng)新,持續(xù)在佐證這一點。

  『空間數據挖掘理論與應用』就可以視作這樣一個理論體系。盡管還是一個有待進一步完善、完備的體系。

  說到『空間數據挖掘理論與應用』,很自然便聯想起『天基信息實時服務系統(tǒng)』。這不是一件東西,卻有著內在的關聯。請注意『天基信息實時智能服務系統(tǒng)一體化』提法?!簩崟r』的意義,大家都能明白。比如導航開車經過路口,如果提示信息滯后,不能實時發(fā)聲,車輛即可能錯過正確路口或走向錯誤路口。如果是戰(zhàn)爭狀態(tài)下用于導彈的導航呢?那可是人命關天的大事。因此,『實時』的時間差越小越精準越能發(fā)揮作用。

  『實時』服務由誰提供?如何才能更精準迅捷?得借助于高運算的計算機,借助于人工智能,因為,讓天上的衛(wèi)星相互聯網,來匯總、篩選、處理信息,并與終端實時互動,是『天基信息實時智能服務系統(tǒng)一體化』必須達到的基本要求。如此龐大的數據量處理,人力即無法勝任,何況還必須『實時』快捷,因此,人工智能的介入勢在必然。

  人工智能在今天,嚴格意義上也算不上一個陌生話題。只是,它并不屬于李德仁的學科專業(yè),在我采寫范圍之外。人工智能應是另一篇文章,將由另外的人去寫。

  《空間數據挖掘理論與應用》這本著作的一些重要內容則是由人工智能學科參與和構成。這本署名李德仁、王樹良、李德毅的著述(2006年科學出版社出版)。內容包括:云模型、數據場、地學粗空間和空間數據挖掘視角等新技術,構建空間數據挖掘金字塔,研究空間數據挖掘的數據源,導出空間觀測數據清理的“李德仁法”,研究基于空間統(tǒng)計學的圖像數據挖掘,提出“數據場一云”聚類、基于數據場的模糊綜合聚類和基于數學形態(tài)學的聚類知識挖掘算法等等。此書的出版社上架建議:本書可供空間數據挖掘、計算機科學、地球空間信息科學、GIS、遙感(RS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)、數據分析、人工智能、認知科學、空間資源規(guī)劃、土地科學、災害防治、管理科學與工程和決策支持等領域的研究人員和開發(fā)人員使用,亦可作為高等院校相關專業(yè)的本科生、研究生教學用書和參考用書。

  這里就說到李德仁的弟弟李德毅。李德毅是一個人工智能專家,中國人工智能學會會長,中國工程院院士、歐亞科學院院士,指揮自動化和人工智能專家。在采訪中我問李德仁,如果李德毅不是您的親弟弟,如果你弟弟李德毅不是人工智能專家,這樣大規(guī)模的跨學科合作,這樣的跨學科的理論構建,這樣的跨學科的建立,是不是也以這樣的方式合作開展?提問后,我并沒有往里面深究,盡管這又是一個極其微妙且有趣的話題。

  在采訪中得知,李德仁和李德毅倆兄弟見面聊天,常會涉及到學術話題。1993年,李德毅聊到計算機科學界開展數據挖掘的研究動向,當時李德仁正在研究『地球空間信息學』,他覺得空間數據庫的數量、大小、復雜性也在激增,特定問題或特定環(huán)境下的空間數據,似乎是一種原始的、混亂的、不成形的自然狀態(tài)積累,但又是一種可以從中生長出秩序和規(guī)則的源泉,為什么我們不去研究空間數據挖掘呢?

  1994年,在加拿大第五屆GIS(地理信息系統(tǒng))年會上李德仁提出了『Knowledge Discovery From GIS 』的理念,建議在智能化GIS中利用數據庫發(fā)現知識(KDD)的方法,透過表現上的千頭萬緒、雜亂無章,去挖掘蘊含其中的規(guī)則性、有序性、相關性和離群性。

  隨后,這兩個跨學府、跨學科的兄弟院士,籌劃共同指導空間數據挖掘的博士。先后帶出邸凱昌、王樹良(書的另一個作者),邸凱昌在完成博士論文后立即被美國俄亥俄州大學邀請為博士后研究員,接著又指導王樹良在邸凱昌的基礎上繼續(xù)向前研究,后來,他們兄弟二人組建了自己的團隊,目前已經發(fā)展為由數十名院士、教授、副教授、博士后、博士生和碩士生組成的老中青相結合的、地球空間信息和計算機科學等學科交叉的梯隊。中國科學院老院士,地圖學、遙感學專家陳述彭在書的序言中說:李德仁李德毅兄弟二人敏捷的思維、淵博的知識、高屋建瓴的學術視野、實事求是的治學態(tài)度、執(zhí)著的人生信念和寬以待人的品質,引導和激勵著整個研究團體,在空間數據挖掘的道路上穩(wěn)步前進。

  應當說,這是一個難題,也是非常值得深入研究的大課題。據分析,計算機數據采集和存儲技術的發(fā)展,使得數據庫急劇膨脹,造成『數據過量而知識貧乏』瓶頸,而過量的數據中大約80%與地理分布有關。就是說,面對持續(xù)增長的海量空間數據,人們已經很難在沒有知識輔助的情況下完全理解數據。實際上,相對于一般的事務數據挖掘,空間數據挖掘更為復雜,挖掘的對象不僅包含位置數據和屬性數據,還有實體間的時間空間關系,而且空間數據的結構也比較復雜,既有表格數據,也有矢量數據和柵格數據。

  當李德仁在他兄弟李德毅的協助下,共同創(chuàng)立這樣的知識體系和研究團隊,何其重要!

  這也可以說是一本奇書。韓家煒(國際知名數據挖掘專家)說:由于倆院士的不同科學構成,他們的合作學術成果《空間數據挖掘理論與應用》,讓計算機科學的讀者學習了解地球空間信息科學的知識,地球空間信息科學的讀者可以學習計算機的知識,空間數據挖掘的讀者可以找到自己的歸宿。

  美國科學院院士Lotfi A. Zadeh在書的序言中說:『在研究空間數據挖掘的過程中,他們把計算機科學的數據挖掘理論和地球空間科學的空間特征緊密地結合在一起,得到我們國際同行的認可?!?/p>

  由此可見,『空間數據挖掘理論』是整合思維的呈現,也是學科交叉的結晶。寫到這里,我其實也很想見一見李德仁的親弟弟李德毅,從李德仁的角度,從該學科理論建設的角度,也作為一個里下河的同鄉(xiāng)人。

  2013年,應斯普林格出版社社長之約,空間數據挖掘理論的英文版正式出版,很快就獲得計算機科技界的注視,在該社“聚焦中國科研”中被選為該領域截止2016年最具影響力的著作之首,累計下載量已超過1萬5千次。

  尾聲

  文章寫到這里,方知在既定篇制范圍,根本無法把想寫的內容全寫出。寫文章是一個取舍的過程,而且總不免帶著遺憾。按照文章的篇制要求,我卻只能寫到這里。

  細想一下,此文的書寫對于我還真是一次極不容易的跋涉。一是題材內容在我的知識邊界之外,寫作過程也是一個了解、學習、增進知識的過程,二是傳主的特殊性。通常,一個專業(yè)人士大都在其專業(yè)范圍跋涉,而李德仁不僅在學科專業(yè)深入的基礎上,還跨越其它學科專業(yè)或融匯其它學科專業(yè),跨學科,突破細分邊界,進行一系列似乎很難想象的整合,拓展。并且這一拓展,始終在進行中或曰始終在路上。這似乎是李德仁明顯區(qū)別他人的特點。始終在路上,對于一個銳意進取的人,應當說也不罕見。罕見的是李德仁作為一個成功人士,一個測繪界的泰斗級人物,卻始終在路上。這其實是極難做到的事!一般來說,一個成功人士即便自己不止步,也很容易被鮮花、鎂光燈包圍,被紅地毯、被已有的名聲牽制,使得他在成功面前自覺不自覺地稍事逗留。李德仁卻沒有絲毫的停頓與遲滯。

  在文章立意之初,我首先遭遇命名的困難,思來想去,似乎任一種命名都意味著有缺失。

  李德仁祖父撰寫的《李氏家訓》,有『敬德修業(yè),發(fā)奮圖強』云云,語出于《論語》。遙感,指的是通過遙感器這類對電磁波敏感的儀器,在遠離目標和非接觸目標物體條件下探測目標地物。在李德仁這里,『敬德修業(yè)』好比是他的『遙感』器,而『目標地物』則是李德仁面對的整個科學世界。

  寫到這里,我還想起愛因斯坦說過的話:提出一個問題往往比解決一個問題更重要。因為解決一個問題也許只是數學上或實驗上的一個技巧問題,而提出新問題從新的角度看問題卻需要創(chuàng)造性的想象力,這才標志著科學的真正進步。想象力這一詞匯,又讓我想起李德仁的生身之地里下河,想起島嶼上現實中的『無』與想象中的『有』。

  李德仁自42歲步入科學軌道以來,不斷提出問題,他的創(chuàng)新思想始終在跑道上一路狂奔:

  1982年,他提出的選權迭代法,被國際測量學界稱為『李德仁方法』

  1985年,他提出誤差可區(qū)分性理論,科學地『解決了測量學上一個百年來的問題』

  1990年,他提出地球空間信息學的概念和理論體系

  1994年,他提出并奠定空間數據挖掘的基礎

  21世紀以來,他又提出廣義與狹義空間信息網格,推進數字地球與智慧地球的建設。

  眼前,年近八旬的李德仁依舊精神抖擻,他侃侃而談,他談笑風生。在他的話語中,天基信息實時服務系統(tǒng),衛(wèi)星互聯網,這樣一些前沿的正在向前推進的學科項目,與他同行,并且,有一些他已經遙感到的界域,正有待他去發(fā)現開拓。

  顯而易見,李德仁是一個沒有講完的故事。也許,這篇文章只是李德仁這部大書的一個開頭。

 ?。?018年4月2號采訪李德仁院士,2018年8月30號完成初稿,9月20號完成二稿,10月8日經李德仁院士校訂,10月12日定稿;文章刊發(fā)于《中國作家》2019年第五期)

  【作者簡介】子川文學創(chuàng)作一級、江蘇作協專業(yè)作家、江蘇省詩詞協會副會長、蘇大文學院兼職教授、印溪書院山長。出版《子川詩抄》《背對時間》《虛擬的往事》《夜長夢不多》等十二本專著。曾獲:江蘇省優(yōu)秀文學編輯獎、第二屆和第五屆紫金山文學獎、第三屆漢語詩歌雙年十佳獎、第二屆、第三屆與第九屆江蘇文學評論獎。其書法作品曾入選多種書展。參加中日韓文人書畫書藝展(2017),南岸·中外藝術家詩書畫夏季展(2018),美國丹尼斯維爾美術館“詩書畫”個人展(2019)等,為美英法日韓等藏家與會所收藏。