從張繼賢1984年進(jìn)入武漢測(cè)繪科技大學(xué)學(xué)習(xí)攝影測(cè)量與遙感算起來(lái)，他已經(jīng)在測(cè)繪科技戰(zhàn)線上學(xué)習(xí)和研究整整30年，堪稱(chēng)現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)發(fā)展的見(jiàn)證者、實(shí)踐者和開(kāi)拓者。
國(guó)外壟斷 國(guó)內(nèi)急需
合成孔徑雷達(dá)(Synthetic Aperture Radar，SAR)是上世紀(jì)50年代提出并研制成功的一種微波遙感設(shè)備，也是微波遙感設(shè)備中發(fā)展最迅速和最有成效的傳感器之一。作為一種主動(dòng)式傳感器，它不受光照和氣候條件的限制，實(shí)現(xiàn)全天時(shí)、全天候?qū)Φ赜^測(cè)，且具備透過(guò)地表和植被獲取地表地形信息。這些特點(diǎn)使它在農(nóng)業(yè)、林業(yè)、地質(zhì)、環(huán)境、水文、海洋、災(zāi)害、測(cè)繪與軍事領(lǐng)域的應(yīng)用具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，使得SAR受到世界各國(guó)政府的高度重視與大力支持。
張繼賢對(duì)記者說(shuō)：“SAR作為對(duì)地觀測(cè)技術(shù)體系的重要支撐之一，其優(yōu)勢(shì)不言而喻，有云不怕、有霧不怕，長(zhǎng)期以來(lái)，SAR測(cè)圖技術(shù)一直被公認(rèn)為是國(guó)際上遙感領(lǐng)域的技術(shù)制高點(diǎn)，但是核心技術(shù)掌握在少數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家手中，我國(guó)由于受歐美發(fā)達(dá)國(guó)家在高精度雷達(dá)傳感器出口方面的限制，SAR測(cè)圖系統(tǒng)裝備的發(fā)展嚴(yán)重滯后。”
我國(guó)33%國(guó)土常年云霧覆蓋，傳統(tǒng)光學(xué)影像難以獲取。只有依靠SAR獨(dú)特的全天時(shí)、全天候優(yōu)勢(shì)解決大面積的常年云霧、冰雪覆蓋區(qū)域的測(cè)圖。
西部測(cè)圖工程立項(xiàng)前，我國(guó)有200多萬(wàn)平方千米的1:5萬(wàn)比例尺地形圖空白區(qū)，其中約有10%的面積常年云霧冰雪覆蓋，難以獲取滿(mǎn)足測(cè)圖要求的光學(xué)影像。面對(duì)國(guó)家重大工程“西部測(cè)圖工程”的戰(zhàn)略需求，亟待突破SAR測(cè)圖核心技術(shù)，保障國(guó)家重大工程與戰(zhàn)略的實(shí)施。此外，在災(zāi)情監(jiān)測(cè)評(píng)估方面，急需利用機(jī)載SAR測(cè)圖系統(tǒng)的機(jī)動(dòng)靈活、高分辨率、高精度等優(yōu)勢(shì)，提高國(guó)家災(zāi)害應(yīng)急能力。
從遙感測(cè)圖技術(shù)體系來(lái)看，我國(guó)光學(xué)測(cè)圖技術(shù)體系發(fā)展相對(duì)成熟，但SAR測(cè)圖技術(shù)體系在國(guó)內(nèi)一直處于空白。為了完善我國(guó)測(cè)繪技術(shù)體系，面向國(guó)家重大工程與戰(zhàn)略的需求，構(gòu)建SAR測(cè)圖技術(shù)體系迫在眉睫。
十年攻關(guān) 創(chuàng)新不斷
“十一五”期間，為保障國(guó)家重大工程和戰(zhàn)略的順利實(shí)施，面向國(guó)家西部測(cè)圖工程建設(shè)的實(shí)際需要，打破西方對(duì)我國(guó)的科技封鎖，國(guó)家測(cè)繪地理信息局設(shè)立了重大測(cè)繪科技專(zhuān)項(xiàng)“機(jī)載多波段多極化干涉SAR測(cè)圖系統(tǒng)”，并且得到財(cái)政部的大力支持。
張繼賢清醒地認(rèn)識(shí)到，真正的新技術(shù)是買(mǎi)不來(lái)的，只要我們自己攻關(guān)、自主研制。劉先林院士曾說(shuō)過(guò)，科研猶如在地獄中爬行。張繼賢也深知?jiǎng)?chuàng)新從來(lái)就沒(méi)有坦途。面對(duì)國(guó)際上的封鎖和國(guó)內(nèi)發(fā)展的迫切需求，張繼賢帶領(lǐng)他的團(tuán)隊(duì)，開(kāi)始了長(zhǎng)達(dá)十年艱苦卓絕的技術(shù)攻關(guān)。
在張繼賢的有力主持和周密組織下，機(jī)載多波段多極化干涉SAR測(cè)圖系統(tǒng)由中國(guó)測(cè)繪科學(xué)研究院牽頭，聯(lián)合武漢大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院、中國(guó)飛行試驗(yàn)研究院等國(guó)內(nèi)多家優(yōu)勢(shì)單位，共同組建研發(fā)團(tuán)隊(duì)，打破了國(guó)外技術(shù)壁壘，從關(guān)鍵技術(shù)的攻關(guān)、軟件平臺(tái)的研發(fā)、硬件系統(tǒng)的集成，到試驗(yàn)飛行、數(shù)據(jù)處理，以及系統(tǒng)的推廣應(yīng)用等，成功研制了我國(guó)首個(gè)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的機(jī)載多波段多極化干涉SAR測(cè)圖系統(tǒng)，編制了SAR測(cè)圖系列技術(shù)規(guī)定，形成了SAR測(cè)圖技術(shù)方案和工藝流程，為國(guó)家培養(yǎng)了一支SAR測(cè)圖專(zhuān)業(yè)技術(shù)隊(duì)伍，顯著提升了我國(guó)SAR遙感數(shù)據(jù)獲取與處理能力。
該系統(tǒng)由機(jī)載多波段多極化干涉SAR數(shù)據(jù)獲取獲取系統(tǒng)、SAR測(cè)圖工作站、機(jī)載SAR數(shù)據(jù)預(yù)處理與分發(fā)系統(tǒng)3部分組成。成果填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)在該領(lǐng)域的空白，整體性能達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，其中干涉測(cè)量與立體測(cè)量相結(jié)合的測(cè)圖技術(shù)、基于距離共面的幾何成像模型、多源DEM融合技術(shù)等達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平。其主要?jiǎng)?chuàng)新有：形成了我國(guó)首套自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的機(jī)載多波段多極化干涉SAR測(cè)圖數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，整體性能達(dá)到國(guó)際同類(lèi)先進(jìn)水平，打破了發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)我國(guó)實(shí)施的技術(shù)封鎖；研發(fā)了我國(guó)首套SAR測(cè)圖工作站。它是國(guó)內(nèi)外唯一能夠綜合利用極化、干涉、立體SAR技術(shù)實(shí)現(xiàn)測(cè)圖與解譯的SAR數(shù)據(jù)處理與分析系統(tǒng)，多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)國(guó)際領(lǐng)先，結(jié)束了我國(guó)該領(lǐng)域長(zhǎng)期依賴(lài)國(guó)外軟件的歷史；提出了全新的SAR影像距離—共面幾何模型，實(shí)現(xiàn)了稀少控制點(diǎn)機(jī)/星載SAR區(qū)域網(wǎng)平差，解決了測(cè)繪困難地區(qū)控制點(diǎn)獲取的難題；解決了地形復(fù)雜區(qū)域高精度高程信息提取、立體協(xié)同干涉SAR測(cè)圖等方面的11項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，促進(jìn)了我國(guó)SAR測(cè)圖技術(shù)進(jìn)步；首次制定了1：5萬(wàn)SAR航空攝影及機(jī)/星載SAR測(cè)圖等3項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，建立了從SAR數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)處理與分發(fā)到測(cè)圖生產(chǎn)的完整產(chǎn)業(yè)鏈，填補(bǔ)了我國(guó)SAR遙感測(cè)圖生產(chǎn)的空白，完善了我國(guó)遙感測(cè)圖生產(chǎn)技術(shù)體系。
廣泛應(yīng)用 屢建殊功
機(jī)載多波段多極化干涉SAR測(cè)圖系統(tǒng)甫一出現(xiàn)，就立刻投入了西部測(cè)圖工程，并得到了廣泛應(yīng)用，屢建殊功。
張繼賢說(shuō)：“SAR技術(shù)體系的建立和測(cè)圖系統(tǒng)的研發(fā)，從開(kāi)始就是面向國(guó)家重大工程與戰(zhàn)略需求，其應(yīng)用情況好壞也是衡量系統(tǒng)研發(fā)成功與否的根本標(biāo)志。”
在西部測(cè)圖工程的攻堅(jiān)階段，利用該系統(tǒng)飛行109個(gè)架次，獲取了近11萬(wàn)平方千米的2.5米分辨率的SAR影像，其中30%架次為夜航，89%架次是在云霧和雨雪天氣條件下完成的，首次完成了世界級(jí)測(cè)繪困難區(qū)域的青藏高原與橫斷山脈22萬(wàn)平方千米的1:5萬(wàn)測(cè)圖任務(wù)，為西部測(cè)圖工程的圓滿(mǎn)完成發(fā)揮了重要支撐。正如張繼賢所說(shuō)：如果說(shuō)沒(méi)有大范圍衛(wèi)星影像測(cè)圖技術(shù)，西部測(cè)圖工程不可能在5年內(nèi)完成;沒(méi)有SAR測(cè)圖系統(tǒng)，西部測(cè)圖空白區(qū)就不能完全填補(bǔ)。
近年來(lái)，通過(guò)公開(kāi)招標(biāo)，該系統(tǒng)成功中標(biāo)國(guó)家基礎(chǔ)測(cè)繪航攝項(xiàng)目，納入國(guó)家基礎(chǔ)測(cè)繪航攝體系，完成了四川若爾蓋區(qū)域1:1萬(wàn)地形圖測(cè)圖任務(wù)。它還是927工程唯一中標(biāo)的SAR測(cè)圖系統(tǒng)，及時(shí)為玉樹(shù)地震等重大自然災(zāi)害提供了應(yīng)急保障，獲黨中央、國(guó)務(wù)院和中央軍委表彰，廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外科研教學(xué)。
目前，基于SAR測(cè)圖系統(tǒng)的成功研發(fā)，建立SAR測(cè)圖生產(chǎn)運(yùn)行機(jī)制，在全國(guó)建立了4個(gè)生產(chǎn)基地，裝備SAR的測(cè)圖工作站100余套，實(shí)現(xiàn)了SAR數(shù)據(jù)獲取、處理、分發(fā)為一體的測(cè)圖生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈，形成了國(guó)家遙感測(cè)圖技術(shù)新的產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)點(diǎn)。
系統(tǒng)開(kāi)發(fā)成功并不意味著自主創(chuàng)新的結(jié)束。為了讓其性能更高、威力更大、應(yīng)用更加深入廣泛，系統(tǒng)一直處在不斷的升級(jí)改造中。從土地利用遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)到通用大型遙感測(cè)圖業(yè)務(wù)平臺(tái)ImageInfo，目前張繼賢正在領(lǐng)導(dǎo)開(kāi)展面向?qū)ο蟮母呖尚臩AR系統(tǒng)的攻關(guān)，力求突破基于知識(shí)的SAR影像精準(zhǔn)處理與解譯等核心技術(shù)，形成一套能處理國(guó)內(nèi)外航空航天SAR數(shù)據(jù)、功能齊全、具有海量影像數(shù)據(jù)管理和并行處理解譯能力的面向?qū)ο蟮母呖尚臩AR影像處理和解譯系統(tǒng)。同時(shí)，通過(guò)對(duì)原有系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造，使其最高分辨率從原有的0.5米提高到0.3米，作業(yè)模式從單極化干涉提升到全極化干涉，最大測(cè)圖比例尺提高到1:5000。將開(kāi)展微小型全極化SAR測(cè)圖系統(tǒng)及其應(yīng)急監(jiān)測(cè)應(yīng)用，形成服務(wù)于國(guó)家重大應(yīng)用和應(yīng)急監(jiān)測(cè)保障的微小型SAR測(cè)圖技術(shù)體系和裝備能力。還計(jì)劃在“十三五”期間開(kāi)展SAR數(shù)據(jù)自動(dòng)化、精準(zhǔn)云處理技術(shù)和系統(tǒng)的研究和攻關(guān)，構(gòu)建一個(gè)面向公眾的SAR系統(tǒng)服務(wù)平臺(tái)……
“獲獎(jiǎng)自然是件高興的事，但是我國(guó)與世界發(fā)達(dá)國(guó)家的技術(shù)水平差距尚未根本扭轉(zhuǎn)，建設(shè)測(cè)繪強(qiáng)國(guó)依然任重道遠(yuǎn)。”面對(duì)記者，張繼賢在樂(lè)觀之中表現(xiàn)出不同尋常的冷靜和深邃。他已經(jīng)把目光投向永無(wú)止境的科技創(chuàng)新的新征程上，向著科技創(chuàng)新更加光明的明天奮力前行。(范俊劼)
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