瞭望 | 武大遥感技术：太空之眼照见未来
我国通过“高分专项”形成天—空—地一体化观测网络，主导制定的《地理信息遥感影像服务》国际标准获164个国家采纳，背后均有武大遥感测绘人参与
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文 |《瞭望》新闻周刊记者 侯文坤
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从百姓出行到智慧城市建设，从资源调查到环境监测，从灾害评估到防灾减灾，遥感技术已成为经济社会发展不可或缺的基石。
走进珞珈山下、星湖之畔的武汉大学测绘遥感科学家精神基地，穿梭于历史照片、手稿及老旧设备仪器间，驻足于贴满照片的测绘与空天信息院士墙前，不仅能触摸到武汉大学遥感科学与技术学科的建设脉络，更能真切感受这一在软科世界一流学科排名中连续八年位居榜首学科的厚重底蕴，窥见我国遥感科技的发展历程。
李德仁在武汉大学的办公室里（2024 年 5 月 13 日摄） 熊琦摄 / 本刊
深厚积淀引领学科卓越
什么是遥感？
简单来说就是“遥远的感知”，而遥感科学与技术是通过电磁波及其他物理场（波）以非接触的方式探测目标特性、环境参数及变化规律的一门交叉学科。
“这门综合性交叉学科，在国防安全、灾害评估、自然资源调查、农业监测等方面具有不可替代的战略价值。”武汉大学遥感信息工程学院（以下简称“遥感学院”）院长张永军教授说。
目前，我国已建成包含200余颗遥感卫星的自主星座，对地观测数据自主率正逐年提升。但曾经，我国的遥感卫星核心元器件受限、软件受控，遥感技术起步晚，学科发展滞后。武汉大学遥感科学与技术学科的发展历程正是中国遥感领域从无到有、从弱到强的缩影。
“武汉大学遥感科学与技术学科是在测绘科学、空间科学、信息科学、计算机科学、地理科学、地球科学、电子科学、航空航天等相关学科交叉渗透、相互融合的基础上发展起来的新兴交叉学科。”张永军介绍，遥感信息工程学院建院历史可追溯至上世纪50年代，早期遥感与测绘联系紧密。夏坚白、王之卓、陈永龄、叶雪安、金通尹等测绘先贤奠定学科根基，形成优秀学科文化；宁津生、陈俊勇、李德仁、刘经南、张祖勋、龚健雅、李建成等院士和鄂栋臣等领军人物、中青年人才构成的科学家梯队接续耕耘，推动学科发展。
从上世纪70年代王之卓提出“全数字化自动测图”理论，到90年代张祖勋推出中国首个可产业化全数字化自动测图系统软件VirtuoZo，再到李德仁团队攻克卫星遥感全球高精度定位及测图核心技术；从组建我国测绘遥感学科第一个国家重点实验室，到2018年遥感科学与技术获批首批博士学位授权交叉学科，再到2022年“遥感科学与技术”列为一级学科，学科建设取得质的突破，体系逐步成熟。
近70年来，武大遥感学科创造了诸多成果：自主知识产权数字摄影测量系统改变传统测绘模式并广泛推广；参与北斗全球导航系统研发，打破西方垄断；吉奥之星实现我国遥感、地理信息系统国产化；大地水准面工程化应用研究从米级到亚厘米级，实现海拔高度“一测就准”。
李德仁院士表示，从最初卫星数据85%依赖进口，到如今自给自足并向国际输出技术产品，中国测绘遥感技术已跃居世界领先，构建起中国主导、服务全球的观测体系。武大遥感学科形成完整人才培养体系，输送高级专门人才逾万人，培养8位院士，被誉为中国乃至世界遥感人才摇篮。
“当前全球50个国家将遥感技术列入国家战略技术清单。”张永军称，我国通过“高分专项”形成天—空—地一体化观测网络，主导制定的《地理信息遥感影像服务》国际标准获164个国家采纳，背后均有武大遥感测绘人参与。未来，遥感技术将在智慧城市、深空探测、低空经济等新领域发挥核心作用，成为大国战略竞争关键技术制高点。
国际前沿打造学术标杆
2024年6月24日，李德仁院士因测绘遥感领域的杰出成就荣获2023年度国家最高科学技术奖。耄耋之年的他仍未放缓探索脚步，正带领团队推进一项雄心勃勃的计划——
到2030年发射252颗卫星组成“东方慧眼”智能遥感星座，实现通信、导航、遥感卫星一体化设计，并融入人工智能算法，以达成24小时全天候监控地球环境的“看得快、看得清、看得准、看得全、看得懂”目标，为全球用户提供高精度、智能、实时的天空地海一体化遥感信息服务。
作为我国遥感事业的亲历者、奋斗者和领跑者，他也是武汉大学遥感科学与技术学科发展的重要参与者和见证者。
瞄准国际前沿，一项项原创理论在这里诞生，成为国际学术标杆和标准——
李德仁院士提出包括误差可发现性和可区分性在内的基于两个多维备选假设的扩展的可靠性理论来处理测量误差，科学“解决了测量学上一个百年未解难题”，其理论被全球用于校正航测平差系统。
张祖勋院士团队研发的数字摄影测量网格（DPGrid）系统，通过分布式计算实现海量航空摄影数据全自动处理；最新多源遥感卫星影像几何语义一体化智能处理系统MIPS，多次授权我国头部科技企业全球推广应用。
龚健雅院士提出GIS面向对象数据模型和互操作模型，以及遥感广义几何成像模型与精确处理方法，大幅提高遥感影像几何定位精度。
服务国家需求，3位院士、44位国家级人才、10位外籍学者、220多位专任教师，在这里引领国内遥感学科体系建设——
出版全国首套遥感系列教材41本，填补了国内遥感系列教材的空白，被全国开设遥感专业的70多所高校广泛使用。
围绕通识教育+专业教育，形成5门国家级一流本科课程、4门国家级精品课程、10门新工科创新创业课程等引领示范的课程体系。
面向国家低空经济战略，在全国率先设立遥感工程、低空技术与经济等交叉学位点，丰富学科内涵，培养交叉学科学生。
聚焦一流目标，塑造科研反哺教学机制，完善遥感科学大型基础设施和科研平台建设——
教授100%为本科生上课、毕业设计选题90%源于教师真实科研，建设国内最全的遥感影像解译数据集LuojiaSet和遥感影像解译系统LuojiaNet，同步融入实践教学。
自主研制我国首颗城市专用的光学遥感卫星“武汉一号”，全球首颗医学遥感科学实验卫星“人民健康号”，全国首颗以学生为主体参与研制的遥感卫星“启明星一号”。
在优势学科基础上成立的测绘遥感信息工程全国重点实验室，30多年来更是成为教学相长、共研共进的优势平台，从珞珈一号01星到“东方慧眼”星座建设，从攻克卫星遥感全球高精度定位及测图核心技术到实现自主可控的高精度高分辨率对地观测，汇聚了一支有国际影响力的科研队伍。
“我们正在不断丰富遥感学科的内涵和外延，推动传统遥感向全链条‘大遥感’转型。”张永军说，学校先后组建宇航科学与技术研究院和定量遥感研究中心，以遥感科学与技术专业为基础，结合航天、电子信息、通信、空间物理等相关专业，重点发展与遥感学科密切相关的遥感仪器和卫星设计与制造等学科方向，为形成多学科交叉“大遥感科学”奠定基础。
薪火相传孕育遥感英才
2025年5月，在世界数字教育大会高等教育现场观摩点，遥感学院“启明星一号”卫星仿真教学系统引人注目。该系统集科研与教学实践于一体，能让学生直观体验卫星设计、制造及装配过程。
学院教授孟小亮介绍，借助MR眼镜和操作手柄，学生不到3小时即可学会组装卫星，通过装配搭载高光谱和红外相机的微纳卫星获取高质量遥感影像，深入理解卫星技术工作原理。
这种沉浸式实践教学模式，正是遥感学院推动教育创新的一个缩影。
让学生实现对知识的深度理解与实践内化。遥感学院副院长李彦胜教授说，为解决传统“教师为主体、满堂灌”课堂模式下学生“学不会用、学不善用、学不精用”等问题，学院运用人工智能大模型推进课程改革，旨在培养学生创新意识、思辨能力及实践解决问题能力。学院自主研发的遥感大模型实践创新平台，实现课前、课中、课后全链路数智化升级。
该平台创新性研发“天慧”遥感学科教学垂域大模型SkySage，包括“天知”遥感视觉大模型SkySense（智能解译）和“天思”遥感语言大模型SkyThink（学科问答），具备多维学情智能分析、靶向提问与精准教学、探究式启发学习、差异化实习实训、作业高效客观评阅等功能。目前，该大模型已在多所高校试用。
让学生学有所用、学以致用，解决具体问题。遥感学院副院长桂志鹏教授表示，学院将创新创业教育贯穿学生培养全过程，坚持“科研的核心是育人”理念，成立“遥感信息工程大学生创新创业中心”。学生先后斩获中国国际大学生创新大赛国赛金奖、“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛国赛特等奖、“挑战杯”中国大学生创业计划竞赛国赛主体赛金奖、首届全球数智教育创新大赛金奖等荣誉。
2020级本科生朱禹涵团队开展“元景校园”项目，解决空间数字底座精度、可视化渲染及智能交互等问题，研发“武汉大学实景元宇宙虚拟校园”等案例，获“中国软件杯”第一名、首届英诺大学生创新成果奖唯一特等奖，并在武汉大学科技园注册初创企业。
副院长乐鹏介绍，学院成立“武汉大学数字化乡村振兴研究中心”，将遥感技术服务于乡村振兴、数字中国、健康中国、智能中国、航天中国、中华文明探源工程、“双碳”目标等国家战略需求。学院关注学生专业认知与应用技能提升，在生态环境保护、智慧城市建设、自然资源监测、防灾减灾、国家安全等领域产出一批原创性科研成果。
李德仁院士仍活跃于教学一线，为本科生讲授基础课，为中小学生开展科普教育。他表示：“不仅讲遥感是什么、发展趋势，还要告诉学生专业能为国家做什么、要学好什么。”
在武汉大学，有一门被学生们誉为“最奢侈的基础课”。自1997年起，多名院士“组团”为大一新生讲授《测绘学概论》，传授专业知识的同时，以人生经历传承坚韧科学精神与浓厚家国情怀，引领学生“把论文写在祖国的大地上”。
“一众院士同上一门课”正是武汉大学遥感科学与技术学科传承发展的生动注脚。一代又一代，一茬又一茬，武汉大学已建成世界上规模大、门类全、办学层次完整的测绘遥感学科群。 （参与采写：夏乙琳）
【责任编辑:陈听雨】
