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無盡的探索:童慶禧院士遙感從研六十年

2024-12-26 

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  院士是我國遙感界一位德高望重的科學家,他見證了我國遙感技術(shù)從無到有、從弱變強的發(fā)展歷程,他是我國遙感技術(shù)發(fā)展的規(guī)劃者、領(lǐng)導者、參與者與貢獻者!由他的學生們撰編的(本書編委會編. 北京 : 科學出版社, 2024. 8)一書內(nèi)容豐富,圖文并茂,詳細介紹了童院士的主要人生經(jīng)歷,是對童院士從事遙感工作六十年的階段性總結(jié),也為中國遙感科技發(fā)展史研究提供了一份珍貴的歷史文獻。

無盡的探索:童慶禧院士遙感從研六十年(圖1)

  “自信人生二百年,會當擊水三千里”。雖然童先生現(xiàn)在已年至耄耋,但仍不墜青云之志,老當益壯,不忘初心,他經(jīng)常引用毛主席這句話激勵自己也教育后生,這也是他人生的座右銘。童先生在遙感領(lǐng)域的開拓是大家的共識,但是他總是說他只是一個先行者而已,一些事情可能比常人先看了一著,先走了一步。童先生從20世紀60年代即開啟了遙感探索之路,之后路越走越寬,登珠峰首創(chuàng)太陽輻射分譜段測量,引領(lǐng)航空遙感發(fā)展,開創(chuàng)高光譜遙感技術(shù),倡導微小衛(wèi)星應(yīng)用,參與國家中長期規(guī)劃,促進高分對地觀測重大專項立項,提倡數(shù)字中國建設(shè),支持遙感商業(yè)化發(fā)展。他的遙感人生就是不斷探索和追求遙感真理的過程,也是中國科學家奮進報國的縮影,從他的人生中令人受益頗深。

  《詩意科探九秩華年——童慶禧院士遙感從研六十年》的出版,生動講述和見證了中國遙感科技發(fā)展的恢弘歷史,更希望對立志科研探索、特別有志于從事遙感科技研究的年輕人有一定的激勵和參考作用。遙感成為交叉一級學科,國家需要培養(yǎng)遙感人才,如何學好遙感、報效祖國,這本書一定會對你有極大的啟發(fā)。

  遙感的實質(zhì)就是電磁波與地物的相互作用,而地球遙感最重要的輻射來源就是太陽,尤其是可見光和近紅外輻射。還在20世紀60年代,我有幸作為珠峰科考隊的一員,在中國登山隊的配合下,從珠峰大本營到6 500米的冰川上開展了對太陽輻射的觀測,特別開啟了多譜段輻射特性的研究;并以此為依據(jù),計算和研究了珠峰地區(qū)大氣氣溶膠的光學厚度和粒徑的分布,這是我從事遙感探索的開端。

  4年以后的1972年,美國成功發(fā)射了世界上第一顆地球資源衛(wèi)星。意識到這一舉措將對地球科學、技術(shù)科學等學科會產(chǎn)生重大影響,經(jīng)中國科學院安排,我得以參與中國科學院對地球資源衛(wèi)星發(fā)展的準備工作。由于眾所周知的原因,直接通向資源衛(wèi)星的道路被暫時阻斷,但經(jīng)錢學森先生的點撥,中國科學院將遙感技術(shù)發(fā)展作為重點方向,開始下大力氣扶持。

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  1976年中國科學院遙感技術(shù)規(guī)劃會,以及后來根據(jù)規(guī)劃開展的新疆哈密遙感試驗和爾后更大規(guī)模的“騰沖遙感”“天津- 渤海環(huán)境遙感”“黃淮海低產(chǎn)農(nóng)田災(zāi)害治理研究”等重大任務(wù)中,我都有幸作為主要成員參與了科學計劃的制訂和組織實施等方面的工作,在這些工作中經(jīng)受了考驗,得到了鍛煉,更進一步堅定了我從事遙感研究、獻身遙感科學技術(shù)發(fā)展的信心和決心。

  當時在我國發(fā)展遙感技術(shù),特別是推行遙感應(yīng)用最大的障礙就是缺乏遙感數(shù)據(jù),更缺乏獲取遙感數(shù)據(jù)的平臺和技術(shù)手段。在我國尚無遙感衛(wèi)星可用的情況下,發(fā)展航空遙感就成為了必由之路。引進先進飛機,進行遙感技術(shù)適應(yīng)性改裝,研制能覆蓋電磁波主要區(qū)域、實施高效對地觀測的遙感儀器和設(shè)備就成為重中之重。

  幸運的是,這一切都得以按設(shè)想進行。由于國家的支持,中國科學院從美國引進了兩架先進的高空高性能飛機,并成功完成了遙感技術(shù)改裝,更由于“高空機載遙感實用系統(tǒng)”這一國家“七五”科技攻關(guān)最大的經(jīng)費投入計劃花落中國科學院,14 臺/套從紫外、可見光、近紅外、熱紅外、微波等新型遙感系統(tǒng)以及配套的操控、記錄、傳輸、處理和應(yīng)用系統(tǒng)的完成,使中國科學院航空遙感系統(tǒng)一躍成為國內(nèi)外最先進的系統(tǒng)之一,它不僅多次飛越青藏高原和珠穆朗瑪峰,翱翔于祖國的藍天,祖國茫茫南海美麗的珊瑚礁也多次見證了它的存在。它也曾遠征國外,在遙遠的澳大利亞、新加坡都留下了它矯健的身影。調(diào)查資源、監(jiān)測環(huán)境是它的本分,它忠于職守,大興安嶺林火、長江特大洪水、汶川大地震,哪里有災(zāi)害,它就在第一時間出現(xiàn)在哪里。我國的氣候特點是高溫與洪水同期,每當洪水季節(jié),我們遙感人總是戰(zhàn)斗在第一線,在那個歲月里幾乎沒人休過高溫假。對于中國科學院遙感飛機的優(yōu)越性能,以及它在國家遙感發(fā)展中曾經(jīng)起到過的重要作用,我作為參與者、見證者、組織者、主持者,雖然深感自豪和驕傲,但是更多的是感到責任的重大,唯有不斷進取才能不負時代的重任。

  20世紀80年代中葉,經(jīng)一位在我國合作的專家透露和我國在國外進修學者傳回資料表明,國外正在研制一種成像光譜的新型遙感技術(shù),把握這一新動向,我得以和上海技術(shù)物理研究所薛永祺先生共同倡導這一新型技術(shù)的研究和發(fā)展。機會總是青睞有準備的人。就在這時應(yīng)國家黃金找礦的需求,這一技術(shù)得到了用武之地,由于我國二維探測器件尚不成熟,我和上海技術(shù)物理研究所匡定波、薛永祺,還有安徽光機所章立民等人創(chuàng)新性地提出針對黃金成礦蝕變的特殊波段研制出了具有特征探測波段的遙感設(shè)備,取名為“細分紅外多光譜掃描儀”,通過在新疆的應(yīng)用取得很大成功,大大鼓舞了我們發(fā)展新型成像光譜儀的信心。在國家攻關(guān)計劃和中國科學院的特殊支持下,薛永祺和王建宇研制成功有72個波段的“模塊式航空成像光譜儀”。就是以這臺儀器為基礎(chǔ),在應(yīng)澳大利亞邀請,我們在澳洲城市遙感、遙感找礦等合作項目中大獲成功。后來這一技術(shù)又在與日本的合作中得到進一步的驗證,開創(chuàng)了以我國的遙感高技術(shù)支持與發(fā)達國家科技合作的先河,極大提升了我國遙感科技的國際地位。

  發(fā)展總是無止境的。20世紀90年代末,我在受國家指派參加聯(lián)合國第三屆外空大會籌備期間,通過與國外專家的交流和對聯(lián)合國外層空署重點支持方向的判斷,了解到新一代微小衛(wèi)星的發(fā)展已成趨勢?;貒笪也皇r機地向科技部提出了“發(fā)展微小衛(wèi)星,加快對地觀測”的建議。作為首席科學家,我參與了軟課題研究、技術(shù)論證和國際合作。2005年以服務(wù)北京科技奧運為重要目標、以“北京一號”命名的小衛(wèi)星,發(fā)射升空并成功運營,開創(chuàng)了北京衛(wèi)星運營服務(wù)模式。這顆重量僅為166千克的小型衛(wèi)星,發(fā)射時是我國民用衛(wèi)星中分辨率最高、地面觀測覆蓋最寬的衛(wèi)星。至此,小衛(wèi)星對地觀測技術(shù)發(fā)展更一發(fā)不可收拾,緊接著“北京二號”和“北京三號”小衛(wèi)星相繼成功發(fā)射。而它們的運營公司也成為民營航天企業(yè)的典范,除北京衛(wèi)星地面接收站以外還建立了新加坡、南寧和烏魯木齊接收站,衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收范圍也越來越寬,應(yīng)用效益也愈益顯著,公司不僅實現(xiàn)了我當時對科技部的“不從國家要運行費”的承諾,而且實現(xiàn)了衛(wèi)星及有關(guān)設(shè)備由企業(yè)投融資解決的完全企業(yè)化和商業(yè)化發(fā)展模式。

  隨著時間的推移,20世紀80年代引進的飛機雖然先進,但已不敷國家高質(zhì)量發(fā)展的需要,我又不失時機地提出建設(shè)新一代航空遙感系統(tǒng)的建議,同時隨著信息時代的步伐,2004年我又有幸和北京大學遙感和地理信息系統(tǒng)研究所的教授專家們一道,在推進“數(shù)字中國建設(shè)”和“無人機”遙感發(fā)展的道路上不斷前行。從本世紀開始,作為國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃(2006—2020)的戰(zhàn)略研究專家,會同各有關(guān)部門的專家提出了“對地觀測系統(tǒng)建設(shè)”的建議,這就是后來國家“高分辨率對地觀測系統(tǒng)”重大專項的基礎(chǔ)。

  我是幸運的,在我學習和工作的一生得到各級領(lǐng)導的關(guān)懷,中學時期有一批優(yōu)秀的老師授業(yè)指路,參加工作以來更是得到長輩們的教誨和指導,和長期共事的同仁們的熱心幫助、悉心指導,使我明辨方向,穩(wěn)步前行。我感恩于黨和國家,感恩于同事們和朋友們。我的生命受之于父母,在我工作前期有像黃秉維、左大康、丘寶劍這些大家們的指導,從事遙感研究以來有陳述彭先生這樣亦師亦友的長者在身旁扶持。更幸運的是,在我遙感研究的路上一直和薛永祺院士精誠合作,50 年來結(jié)成了兄弟般的友誼,相互支持,共同提高。我的科研一生雖也收獲了不少獎項和表彰,而今的我已是耄耋之年而近九旬,從院士的資深到退休,這些歷史的印跡已成為過去并淡化在歲月的長河中,我篤信毛主席所說的:“自信人生二百年,會當擊水三千里”,并把它作為我,特別是晚年人生的座右銘。

  時代在前進,現(xiàn)在我的學生以及學生的學生們已經(jīng)成才,將我畢生的事業(yè)和愿望繼承和發(fā)揚,但我仍愿意作為他們攀登路上的一塊磚,為后來者墊腳鋪路,為我國遙感科技發(fā)展繼續(xù)貢獻綿薄之力。

  本文摘編自《詩意科探九秩華年——童慶禧院士遙感從研六十年》(本書編委會編. 北京 : 科學出版社, 2024. 8)一書“前言”“無盡的探索”,有刪減修改,標題為編者所加。

  本書圖文并茂,詳細介紹了童院士的主要人生經(jīng)歷。他參加了珠峰第一次科考,參與了中國遙感初創(chuàng)發(fā)展規(guī)劃的制定;策劃組織了我國早期的新疆哈密、云南騰沖及津渤綜合遙感實驗;主持建成了先進的高空機載遙感實用系統(tǒng);開創(chuàng)了我國高光譜遙感科學與應(yīng)用領(lǐng)域;推動了高性能對地觀測小衛(wèi)星系統(tǒng)研制、國際合作與商業(yè)運營;倡導組建了北京大學數(shù)字中國研究院,促進了數(shù)字中國的研究。他精心培養(yǎng)了一大批優(yōu)秀遙感人才。本書是對童院士從事遙感工作六十年的階段性總結(jié),也為中國遙感科技發(fā)展史研究提供了一份珍貴的歷史文獻。

  本書適合遙感領(lǐng)域的科技工作者、管理者,遙感、地理等專業(yè)的研究生與本科生,以及對遙感發(fā)展感興趣的讀者參考。