测绘遥感学家李德仁——精确测绘大地江山
东谈主物小传
李德仁,武汉大学诠释,中国科学院院士、中国工程院院士,测绘遥感学家。1939年生,江苏泰州东谈主。1963年毕业于武汉测绘学院,1985年获德国斯图加特大学影相测量与遥感专科博士学位。现任汲引部地球空间信息手艺协同立异中心主任,是我国高精度高分辨率对地不雅测系统的始创者之一。
2024年2月3日,“东方慧眼高分01星”通过捷龙三号遥三运输火箭在广东阳江海域胜仗辐射。这颗脱手在距地520公里的太阳同步轨谈卫星,搭载高分辨率推扫相机、全自主化在轨智能处理终局,集成北斗短报文和星间实时传输终局,具备在轨实时生成与分析功能,无意有用进步用户获取遥感信息的速度。
这是“东方慧眼”智能遥感星座的业务首发星,亦然通讯、导航、遥感一体化智能遥感卫星系统的一次费劲现实。“咱们但愿到2030年,‘东方慧眼’建成由200多颗高分辨率光学卫星、雷达卫星、高光谱卫星构成的智能遥感星座。”担任这颗卫星首席科学家的李德仁(见图一,新华社记者熊琦摄),向着“看得快、看得清、看得准、看得全、看得懂”的主义,不懈竭力着。
心系故国,学成归国投身测绘遥感学科缔造
看成融会地球和环境的费劲手艺技巧,测绘遥感为百行万企发展提供基础性、先导性的撑持。但在近40年前,李德仁学成归国时,受测绘遥感科技水平制约,中国东谈主对地舆信息知之甚少,更别说利用这座“富矿”为经济社会发展做事了。
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留学时间,李德仁依然在国际测绘学界有所确立:他在1982年建议的处理系统误差的要领,被学界称为“李德仁要领”;1985年,他在我方的博士论文中贬责了误差可分离性这一测量学规模的难题。
尽管收到多家国际科研机构的职责邀请,心系故国的李德仁却逐一婉拒。1985年2月底,他取得博士学位,3月初就站在了武汉测绘学院的讲台上,这里亦然他的母校。
武汉测绘学院(后改名为武汉测绘科技大学,2000年并入武汉大学)的前身——武汉测量制图学院是1955年由国内5所院校的测量专科蚁合创建的。但在上世纪80年代,学院测绘遥感学科东谈主才濒临断档问题。
归国任教后,李德仁干的第一件事即是编写课本。他先后编写了《基础影相测量学》和《判辨影相测量学》,又依据我方的博士论文编写了《误差处理与可靠性表面》——自后看成商议生课本。
测绘遥感是一门注意现实的学科,尤其在一些门庭凄婉地区的基础测绘职责,更是现实中的难点。为贬责现实中出现的问题,李德仁立异性地建议“把GNSS(全球卫星定位系统)放到飞机上”,愚弄“GNSS空中三角测量”手艺,很快完成了无需大地遗弃点的测图任务。
李德仁还教导博士生编写了软件,有用贬责了困难和危境地区测图的手艺难题,自后这项效果得回国度科学手艺非凡奖二等奖。
紧跟学科前沿,推动测绘遥感更高水平的智能化
建立高精度高分辨率对地不雅测体系,离不开遥感卫星。本世纪初,我国遥感卫星中枢元器件受限、软件受控,严重制约了国产遥感卫星的发展和应用。
“其时的条目下,咱们想的是用一流的数学模子把硬件上的差距补转头。”李德仁主理瞎想论证了我国第一颗民用测绘卫星“资源三号”的系统参数,建立了卫星遥感影像的高精度几那处理手艺体系,大幅提高了卫星遥感影像的自主定位精度。
李德仁教导团队主理瞎想并建立了卫星大地定标场,通过大地高精度定标场和大范畴区域网平差等要领,将“资源三号”卫星影像无大地遗弃点的定位精度从300多米提高到3至5米,完成9000多万平常千米的全球1∶5万测图,始创了国产卫星高精度测图从国内走向全球的新阶段。
2003年,李德仁看成牵头东谈主,融合多位院士众人向国度建议建议:“要把中国的卫星分辨率从原本的5米、10米,提高到亚米级。”2006年,高分辨率对地不雅测系统要紧专项被列入《国度中耐久科学和手艺发展贪图选录(2006—2020年)》,2010年全面启动现实。
“咱们作念测绘遥感的东谈主,恒久要对峙自主立异。”李德仁教导团队研制了高分辨率卫星遥感大地处理系统。进程10年的缔造,高分辨率对地不雅测系统遗弃了我国遥感卫星系统的自主可控,关联效果有劲推动了新一代国度空间基础要害缔造,为我国航天产业发展作念了手艺及东谈主才上的储备。
跟着新一代信息手艺的加速发展,测绘遥感手艺与数字经济的耦合协同效应不竭增强,与经济社会磋商日益细致。“紧跟学科前沿,不停歇地作念中国东谈主我方的居品”,成为李德仁的又一个主义。多年来,他牵头研制的地舆信息系统软件、迁移测量系统等高技术居品,不仅遗弃了手艺国产化,还胜仗走向阛阓。
“东方慧眼”智能遥感星座形势缔造也在稳步鼓吹中。“咱们要竭力遗弃测绘遥感更高水平的智能化,推动天上的通讯、导航、遥感卫星一体化组网,让天上有对地不雅测的‘慧眼’和‘大脑’,让空天信息更好做事经济社会发展。”李德仁说。
扎根三尺讲台,为年青东谈主的发展创造更多可能性
一世投身测绘遥感奇迹,既出于对奇迹的孜孜追求,也源自对眼下这片地盘的深爱。
2014年,李德暖和夫东谈主朱宜萱两东谈主到塔克拉玛干沙漠西南角落的新疆维吾尔自治区麦盖提县参加学术行为,被当地干部寰球治沙造林的精神感动。尔后10年间,他们两个东谈主发举义务植树行为,19批志愿者积极投身其中,种下了数万株苗木。
“咱们让学生每年作念一次麦盖提县的遥感图,无意显露地不雅察、感受到跟着植树面积增长,当地的生态环境越来越好。”朱宜萱说。
十年树木,百年树东谈主。“龚健雅院士在作念中国的数字地球模子、国产地舆信息系统;杨必胜三维建模作念得很好,他用无东谈主机作念碳排放、碳招揽的商议极端精确;我还有个商议生正在用东谈主工智能手艺,在无数遥感数据中自动解译主义……”讲起我方学生人头上的职责,李德仁了然入怀。
在统统身份中,李德仁最敬重的是教诲,最敬重的事情则是上课。《测绘学概论》这门课是始自1997年9月、面向本科重生的基础课,7位院士先后加入教育团队,一讲即是20多年。
在学生们眼中,李德仁很会“卖关子”:“把录像机放到飞机上进行测量,会出现什么问题?要是放到卫星上呢?”发问渐次深刻,课堂氛围愈加活跃,他便趁势引入授课要点,“知识就藏在课堂实质里,请看影相测量……”
2022年,在李德仁的推动下,武汉大学融合国内10多所高校共同论证遥感科学与手艺一级学科缔造。刻下,寰宇已有300多所大学开设了测绘遥感地舆信息专科。
“将来要靠年青东谈主,他们在商议上非凡咱们,咱们极端烦扰。”李德仁说,“看成高校教诲,咱们要把汲引办好,把科技搞上去,还要把东谈主才培养好,为年青东谈主的发展创造更多可能性。”
实验物理学家薛其坤——在物理学前沿长跑
东谈主物小传
薛其坤,清华大学诠释,中国科学院院士、实验物理学家。1963年生,山东蒙阴东谈主。1984年在山东大学得回学士学位,1994年在中国科学院物理商议所得回博士学位。先后在中国科学院物理商议所、清华大学、南边科技大学职责,是改换怒放后我国成长起来的隆起科学家之一。
早上7点到实验室、晚上11点离开,这么的作息,薛其坤(见图二,清华大学供图)雷打不动对峙了30多年。
薛其坤的商议规模是凝合态物理,是商议凝合态物资的物感性质与微不雅结构以及它们之间的相干的学科,是现在物理学最大亦然最费劲的分支学科之一。在这一规模,薛其坤率领团队不竭冲破,创造性地发展了一系各国际通用的实验手艺,取得量子反常霍尔效应、界面高温超导等原创性科学发现。
不竭攀高岑岭,能源何来?“对科学商议的包涵与执着,对鼓吹国度科技非凡的株连和信念,APP开发资讯促使我竭力上前。”薛其坤说。
“不跟风,专注于作念‘从0到1’的商议”
app“不跟风,专注于作念‘从0到1’的商议”,这是薛其坤的和谐者和学生对他科研派头的评价。
量子反常霍尔效应是一个新规模,在推动新一代安静耗晶体管和电子学器件的发展上应用出路很大,成为全球凝合态物理学家关注的焦点。
从2009年起,薛其坤教导团队,对量子反常霍尔效应的实验发起冲击。固然团队前期完成了很好的基础性职责,但量子反常霍尔效应出现的实验条目极端尖刻。能否找到相宜的材料,在这种材料中又能弗成不雅测到量子反常霍尔效应,一切皆是未知数。
认准这座科研岑岭,薛其坤义无反顾地去攀高。
先后孕育测量了1000多个样品、一步步提高样品性量,2012年底,薛其坤团队终于胜仗在实验中不雅测到量子反常霍尔效应。这是在反常霍尔效应建议131年后,东谈主类初度不雅测到反常霍尔效应的量子化。2013年,该效果在《科学》杂志上发表,被审稿东谈主评价为“凝合态物理界一项里程碑式的职责”。
在融会范围内,挑战最有价值的商议,联接薛其坤作念科研的恒久。
2005年到清华大学职责,薛其坤对准耐久困扰物理学界的难题——高温超导。这一探索即是8个年头。2012年,他教导团队发现了单层铁硒与钛酸锶衬底结合而产生的界面高温超导。该发现挑战主流共鸣,增进了科学界对超导材料的缔结,国际超导界开展无数跟踪商议。这是高温超导规模,我国科学家开荒的全新商议场合。
薛其坤并未留步。2017年,团队将量子反常霍尔效应不雅测温度提高了一个数目级,并初度遗弃量子反常霍尔效应多层结构;2018年,团队与和谐者初度发现一种内禀磁性拓扑绝缘体,开启了国际上又一个热门商议场合……
今天,沿着量子反常霍尔效应以及关联量子态的应用商议、高温超导机理商议两个场合,薛其坤团队正开展新一轮攻关。“这是国际凝合态物理规模最关注的商议场合,咱们要竭力站辞世界前沿。”薛其坤说。
“更阑东谈主静时,与论文、数据打交谈,那种嗅觉很纯正、很幸福”
表面物理学家的预言对分歧,时时需要实验物理学家万古辰去考据。
作念量子反常霍尔效应实验,薛其坤团队用来实验的样品,仅有5纳米厚,制备每一个皆极端不易。这么的样品,4年中,他们作念了1000多个。
实验失败是家常便饭。每次失败后,薛其坤就会再次教导团队优化样品、改进要领。再失败、再优化、再改进,一谈上“日中则昃”,直至实验胜仗。
2012年头,从表面上看,团队似乎贬责了统统能意象的问题,然而,量子反常霍尔效应的实验遗弃离最终的胜仗还极端远方。团队成员、清华大学物理系诠释何珂回忆,那段时辰群众压力很大,“牵挂商议就此停滞不前”。
要害时刻,薛其坤给团队打气。他常用我方“作念针尖”的故事饱读励团队。攻读硕士时间,薛其坤用到的实验仪器是场离子显微镜,样品是金属针尖。他在导师的严格监督下,每天至少要试作念3个针尖,两年作念了1000多个针尖。其间虽莫得发表任何著述,但熟习掌持的实验手艺,对后续职责匡助很大。在薛其坤的饱读励下,团队进程一轮轮冲刺,最终遗弃了手艺冲破。
薛其坤身上这股子韧劲从何而来?薛其坤说,我方孕育于山东蒙阴县的山村,是沂蒙山里出来的孩子,不怕弯曲,“皮实”。我方打小就想当科学家,一谈追梦,也遭遇不少弯曲。履历了3次侦查,直到1987年,薛其坤才考上商议生,参加中国科学院物理商议所凝合态物理专科学习。
在实验室,年复一年不雅察样品、整理数据,薛其坤不认为苦,而以此为快意和享受。薛其坤说,“每当遗弃要紧冲破的时候,那种得志感是其他事情很难替代的。”也恰是这种得志感,饱读励着他在物理学前沿持续长跑。
如今,薛其坤有了更多身份。2013年起担任清华大学副校长,2020年起任南边科技大学党委副通知、校长……身兼科学商议、东谈主才培养、行政不断等多项职责,不管变装怎样变,他对科研的极致追求莫得变。“更阑东谈主静时,与论文、数据打交谈,那种嗅觉很纯正、很幸福。”薛其坤说。
“中国东谈主要有学术自信,要勇于去挑战要紧科学难题”
遗弃量子反常霍尔效应,材料需要既具备磁性又是绝缘体,由于磁体往往为导体,这是一个格格不入的要求。
说来也巧,在清华大学物理系诠释王亚愚眼中,一些看似矛盾的地方,也完好交融在薛其坤身上。
薛其坤对学生慈悲亲切,他会给实验室学生带夜宵,与学生们抱成一团;看到学生在实验操作上有少许跋扈,他又会严厉品评,严肃警告学生“作念实验必须专心致志”。
薛其坤身上有中国东谈主传统的一面,但看成科学家的他却处处求“新”。王亚愚回忆,对待商议,薛其坤办法寥寂念念考,对与主流学术缔结不一致的不雅点很有兴味,像一位“搅局者”,总但愿给科研带来一些无意。
而提及功劳,薛其坤总强调,当代科学商议是团队和谐的结晶,莫得多个优秀实验团队细致高效和谐,不可能有量子反常霍尔效应等要紧原创冲破。
薛其坤极端敬重对学生的培养。清华大学物理系诠释肖志刚说,碰到写著述不太负责的学生,薛憨厚会要求知生反复修改论文,且每一个版块皆发给他,他会逐一双照其中的判袂;学生科研遭遇困难,他又会实时饱读励,并给他们送去教导。这些年来,薛其坤率领的团队成员或培养的学生中有1东谈主当选中国科学院院士,30余东谈主次入选国度级东谈主才贪图。
凭借在量子反常霍尔效应方面的立异冲破,2023年10月,好意思国物理学会通知,薛其坤得回奥利弗·巴克利奖。自1953年颁奖以来,这项国际凝合态物理规模的最高奖,初度颁发给中国籍物理学家。此前,薛其坤已看成第一完成东谈主荣获2018年度国度当然科学奖一等奖,并得回国际低温物理最高奖——菲列兹·伦敦奖。像这么有重量的荣誉,薛其坤还有不少。
“中国东谈主要有学术自信,要勇于去挑战要紧科学难题。”在薛其坤看来APP开发资讯,贬责要紧科学难题、要害手艺难题,是中国科学真确走向世界的象征,“我将尽己所能,作出更多的孝敬。”