從張繼賢1984年進(jìn)入武漢測繪科技大學(xué)學(xué)習(xí)攝影測量與遙感算起來，他已經(jīng)在測繪科技戰(zhàn)線上學(xué)習(xí)和研究整整30年，堪稱現(xiàn)代測繪技術(shù)發(fā)展的見證者、實踐者和開拓者。
國外壟斷 國內(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。作為一種主動式傳感器，它不受光照和氣候條件的限制，實現(xiàn)全天時、全天候?qū)Φ赜^測，且具備透過地表和植被獲取地表地形信息。這些特點使它在農(nóng)業(yè)、林業(yè)、地質(zhì)、環(huán)境、水文、海洋、災(zāi)害、測繪與軍事領(lǐng)域的應(yīng)用具有獨特的優(yōu)勢，使得SAR受到世界各國政府的高度重視與大力支持。
張繼賢對記者說：“SAR作為對地觀測技術(shù)體系的重要支撐之一，其優(yōu)勢不言而喻，有云不怕、有霧不怕，長期以來，SAR測圖技術(shù)一直被公認(rèn)為是國際上遙感領(lǐng)域的技術(shù)制高點，但是核心技術(shù)掌握在少數(shù)發(fā)達(dá)國家手中，我國由于受歐美發(fā)達(dá)國家在高精度雷達(dá)傳感器出口方面的限制，SAR測圖系統(tǒng)裝備的發(fā)展嚴(yán)重滯后。”
我國33%國土常年云霧覆蓋，傳統(tǒng)光學(xué)影像難以獲取。只有依靠SAR獨特的全天時、全天候優(yōu)勢解決大面積的常年云霧、冰雪覆蓋區(qū)域的測圖。
西部測圖工程立項前，我國有200多萬平方千米的1:5萬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，難以獲取滿足測圖要求的光學(xué)影像。面對國家重大工程“西部測圖工程”的戰(zhàn)略需求，亟待突破SAR測圖核心技術(shù)，保障國家重大工程與戰(zhàn)略的實施。此外，在災(zāi)情監(jiān)測評估方面，急需利用機載SAR測圖系統(tǒng)的機動靈活、高分辨率、高精度等優(yōu)勢，提高國家災(zāi)害應(yīng)急能力。
從遙感測圖技術(shù)體系來看，我國光學(xué)測圖技術(shù)體系發(fā)展相對成熟，但SAR測圖技術(shù)體系在國內(nèi)一直處于空白。為了完善我國測繪技術(shù)體系，面向國家重大工程與戰(zhàn)略的需求，構(gòu)建SAR測圖技術(shù)體系迫在眉睫。
十年攻關(guān) 創(chuàng)新不斷
“十一五”期間，為保障國家重大工程和戰(zhàn)略的順利實施，面向國家西部測圖工程建設(shè)的實際需要，打破西方對我國的科技封鎖，國家測繪地理信息局設(shè)立了重大測繪科技專項“機載多波段多極化干涉SAR測圖系統(tǒng)”，并且得到財政部的大力支持。
張繼賢清醒地認(rèn)識到，真正的新技術(shù)是買不來的，只要我們自己攻關(guān)、自主研制。劉先林院士曾說過，科研猶如在地獄中爬行。張繼賢也深知創(chuàng)新從來就沒有坦途。面對國際上的封鎖和國內(nèi)發(fā)展的迫切需求，張繼賢帶領(lǐng)他的團隊，開始了長達(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，機載多波段多極化干涉SAR測圖系統(tǒng)由中國測繪科學(xué)研究院牽頭，聯(lián)合武漢大學(xué)、中國科學(xué)院、中國飛行試驗研究院等國內(nèi)多家優(yōu)勢單位，共同組建研發(fā)團隊，打破了國外技術(shù)壁壘，從關(guān)鍵技術(shù)的攻關(guān)、軟件平臺的研發(fā)、硬件系統(tǒng)的集成，到試驗飛行、數(shù)據(jù)處理，以及系統(tǒng)的推廣應(yīng)用等，成功研制了我國首個具有自主知識產(chǎn)權(quán)的機載多波段多極化干涉SAR測圖系統(tǒng)，編制了SAR測圖系列技術(shù)規(guī)定，形成了SAR測圖技術(shù)方案和工藝流程，為國家培養(yǎng)了一支SAR測圖專業(yè)技術(shù)隊伍，顯著提升了我國SAR遙感數(shù)據(jù)獲取與處理能力。
該系統(tǒng)由機載多波段多極化干涉SAR數(shù)據(jù)獲取獲取系統(tǒng)、SAR測圖工作站、機載SAR數(shù)據(jù)預(yù)處理與分發(fā)系統(tǒng)3部分組成。成果填補了國內(nèi)在該領(lǐng)域的空白，整體性能達(dá)到了國際先進(jìn)水平，其中干涉測量與立體測量相結(jié)合的測圖技術(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)到了國際領(lǐng)先水平。其主要創(chuàng)新有：形成了我國首套自主知識產(chǎn)權(quán)的機載多波段多極化干涉SAR測圖數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)，填補了國內(nèi)空白，整體性能達(dá)到國際同類先進(jìn)水平，打破了發(fā)達(dá)國家對我國實施的技術(shù)封鎖；研發(fā)了我國首套SAR測圖工作站。它是國內(nèi)外唯一能夠綜合利用極化、干涉、立體SAR技術(shù)實現(xiàn)測圖與解譯的SAR數(shù)據(jù)處理與分析系統(tǒng)，多項關(guān)鍵技術(shù)國際領(lǐng)先，結(jié)束了我國該領(lǐng)域長期依賴國外軟件的歷史；提出了全新的SAR影像距離—共面幾何模型，實現(xiàn)了稀少控制點機/星載SAR區(qū)域網(wǎng)平差，解決了測繪困難地區(qū)控制點獲取的難題；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測圖等方面的11項關(guān)鍵技術(shù)，促進(jìn)了我國SAR測圖技術(shù)進(jìn)步；首次制定了1：5萬SAR航空攝影及機/星載SAR測圖等3項行業(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)到測圖生產(chǎn)的完整產(chǎn)業(yè)鏈，填補了我國SAR遙感測圖生產(chǎn)的空白，完善了我國遙感測圖生產(chǎn)技術(shù)體系。
廣泛應(yīng)用 屢建殊功
機載多波段多極化干涉SAR測圖系統(tǒng)甫一出現(xiàn)，就立刻投入了西部測圖工程，并得到了廣泛應(yīng)用，屢建殊功。
張繼賢說：“SAR技術(shù)體系的建立和測圖系統(tǒng)的研發(fā)，從開始就是面向國家重大工程與戰(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。”
在西部測圖工程的攻堅階段，利用該系統(tǒng)飛行109個架次，獲取了近11萬平方千米的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，首次完成了世界級測繪困難區(qū)域的青藏高原與橫斷山脈22萬平方千米的1:5萬測圖任務(wù)，為西部測圖工程的圓滿完成發(fā)揮了重要支撐。正如張繼賢所說：如果說沒有大范圍衛(wèi)星影像測圖技術(shù)，西部測圖工程不可能在5年內(nèi)完成;沒有SAR測圖系統(tǒng)，西部測圖空白區(qū)就不能完全填補。
近年來，通過公開招標(biāo)，該系統(tǒng)成功中標(biāo)國家基礎(chǔ)測繪航攝項目，納入國家基礎(chǔ)測繪航攝體系，完成了四川若爾蓋區(qū)域1:1萬地形圖測圖任務(wù)。它還是927工程唯一中標(biāo)的SAR測圖系統(tǒng)，及時為玉樹地震等重大自然災(zāi)害提供了應(yīng)急保障，獲黨中央、國務(wù)院和中央軍委表彰，廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外科研教學(xué)。
目前，基于SAR測圖系統(tǒng)的成功研發(fā)，建立SAR測圖生產(chǎn)運行機制，在全國建立了4個生產(chǎn)基地，裝備SAR的測圖工作站100余套，實現(xiàn)了SAR數(shù)據(jù)獲取、處理、分發(fā)為一體的測圖生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈，形成了國家遙感測圖技術(shù)新的產(chǎn)業(yè)增長點。
系統(tǒng)開發(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改造中。從土地利用遙感動態(tài)監(jiān)測到通用大型遙感測圖業(yè)務(wù)平臺ImageInfo，目前張繼賢正在領(lǐng)導(dǎo)開展面向?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，通過對原有系統(tǒng)進(jìn)行升級改造，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，最大測圖比例尺提高到1:5000。將開展微小型全極化SAR測圖系統(tǒng)及其應(yīng)急監(jiān)測應(yīng)用，形成服務(wù)于國家重大應(yīng)用和應(yīng)急監(jiān)測保障的微小型SAR測圖技術(shù)體系和裝備能力。還計劃在“十三五”期間開展SAR數(shù)據(jù)自動化、精準(zhǔn)云處理技術(shù)和系統(tǒng)的研究和攻關(guān)，構(gòu)建一個面向公眾的SAR系統(tǒng)服務(wù)平臺……
“獲獎自然是件高興的事，但是我國與世界發(fā)達(dá)國家的技術(shù)水平差距尚未根本扭轉(zhuǎn)，建設(shè)測繪強國依然任重道遠(yuǎn)。”面對記者，張繼賢在樂觀之中表現(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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