走近中國工程院院士攝影測(cè)量專家張祖勛 (2004-12-22)
發(fā)布時(shí)間:2007-12-04
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現(xiàn)在演示的不是普通的電腦三維動(dòng)畫,而是日本東京一條街道的高精度三維數(shù)字地圖,它的誤差精度不超過20厘米。這正是使用張祖勛院士研制的全數(shù)字化攝影測(cè)量軟件計(jì)算產(chǎn)生的令人驚嘆的效果。自從上個(gè)世紀(jì)九十年代中期以來,張祖勛院士的成果被廣泛使用,在中國乃至世界航測(cè)領(lǐng)域掀起了一場(chǎng)數(shù)字化的產(chǎn)業(yè)革命。傳統(tǒng)的價(jià)值昂貴的依靠人眼手工操作做精密機(jī)械測(cè)繪儀器被送進(jìn)了博物館,取而代之的是小巧而高效率的計(jì)算機(jī)自動(dòng)工作站。
張祖勛:我們搞的研究,就是說如何用計(jì)算機(jī)來代替人眼來看立體,從影像來測(cè)定地形,來測(cè)圖--我沒有想到--對(duì)整個(gè)在產(chǎn)業(yè)來了一個(gè)革命,因?yàn)槿孔兓袅耍@個(gè)大的東西就是全載進(jìn)博物館,成了這個(gè)東西整個(gè)的生產(chǎn)效率大大提高了,不是成倍的增長,一年的產(chǎn)值、產(chǎn)量基本上翻五番、十番這樣子做。包括日本人也寫文章 ,中國的IT行業(yè)登入日本,最后他也說,我想我們應(yīng)該向中國人民學(xué)習(xí)的時(shí)候,所以說應(yīng)該在這個(gè)行業(yè)里面是為我們國家爭(zhēng)了光 49
到現(xiàn)在為止,張祖勛院士研制的全數(shù)字化攝影測(cè)量軟件已在全球推廣了1000多套,產(chǎn)值過億元,被廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)各個(gè)領(lǐng)域。從中國的三峽工程全景地圖繪制到阿富汗巴米揚(yáng)大佛的數(shù)字重建,全數(shù)字化攝影測(cè)量技術(shù)都發(fā)揮了重要的作用,尤其讓張祖勛院士自豪的是在傳統(tǒng)攝影測(cè)量精密儀器的主要生產(chǎn)國瑞士,他的軟件也得到廣泛使用,然而在20多年前,瑞士人制造的價(jià)值昂貴的精密儀器在張祖勛心中是可望不可及的寶貝,那時(shí)張祖勛被武漢測(cè)繪學(xué)院派到瑞士最先進(jìn)的航測(cè)儀器廠學(xué)習(xí)安裝調(diào)試,他至今仍記得瑞士師傅對(duì)他說過的一句話:你們中國人連我們儀器上的一顆螺絲釘也造不出。
張祖勛:他說--像這樣的螺絲釘,你們國家造不出來,我說你是不是也太欺負(fù)人,中國人螺絲釘做不出來。然后他就跟我講,他說螺桿和螺帽如何垂直,跟擰上去以后這個(gè)平面度如何要求緊,當(dāng)你擰緊了以后,這中間是要真空,我一聽那么復(fù)雜,要求就那么高,我想如果要在我們國家搞這玩意兒,別人可能會(huì)說你吹毛求疵,螺絲釘不就擰緊嗎,如果我一擰緊你扳都扳不開,那螺絲的作用就滿了。所以我的確感到一條,感到我們國家差距,跟他們差距之大。
從瑞士回來,如何縮小中國與國際攝影測(cè)量的技術(shù)差距一直是張祖勛思考的問題。一年之后的1978年,當(dāng)年過七十的老師王之卓院士提出中國攝影測(cè)量要走全數(shù)字化自動(dòng)測(cè)圖之路時(shí),他眼前一亮,他認(rèn)為這是一條完全可以拋開西方機(jī)械傳統(tǒng)的嶄新道路,作為年邁老師的得力助手,張祖勛毅然承擔(dān)起探索新路的攻關(guān)重任。搞全數(shù)字化離不開計(jì)算機(jī)硬件和軟件,然而當(dāng)時(shí)的全世界的計(jì)算機(jī)水平都相當(dāng)落后,國內(nèi)外的專家?guī)缀醵颊J(rèn)為這樣超前的想法是不可思議,沒法實(shí)現(xiàn)的。就連張祖勛本人也沒想到為了完成這個(gè)幾乎不可能完成的任務(wù),他要花費(fèi)整整14年。
張祖勛:當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)的水平條件非常非常低的,那個(gè)時(shí)候是在晶體管基礎(chǔ)上開始做,--,四盤紙帶數(shù)據(jù)一點(diǎn)點(diǎn),而且刮掉了以后紙帶會(huì)破,破了以后要很薄的膠帶把邊上補(bǔ)上,那是非常非常痛苦的。有了Nova(計(jì)算機(jī))數(shù)據(jù)直接能夠進(jìn)磁帶了,我覺得已經(jīng)是不得了了, Nova(計(jì)算機(jī))只有64K的內(nèi)存,現(xiàn)在我想你們用64M的內(nèi)存說這個(gè)實(shí)在太小了,128、512M內(nèi)存,你說我差一千倍不是差十倍,所以當(dāng)時(shí)條件說是非常困難,應(yīng)該說是很先進(jìn),當(dāng)時(shí)很先進(jìn),但是搞這么大的課題是很難很難。
整整六年的艱辛努力, 1985年,達(dá)到了國際先進(jìn)水平的全數(shù)字化自動(dòng)測(cè)圖軟件包終于編制成功,它立即引起了測(cè)繪界的強(qiáng)烈震動(dòng)。然而張祖勛并不滿足于此,他決心要讓這個(gè)軟件從理論走向?qū)嵱谩_@時(shí)他碰到數(shù)字化過程中一個(gè)最大難題:如何讓計(jì)算機(jī)從兩張不同角度的航拍照片幾百萬個(gè)點(diǎn)中快速而準(zhǔn)確找到相同的匹配點(diǎn)。經(jīng)過苦苦尋覓,又一個(gè)六年過去了,直到有一天,張祖勛看到一本講人工智能圖像處理的書籍,他獲得了靈感,終于徹底而漂亮解決了影像匹配這一世界性技術(shù)難題。1993年全數(shù)字自動(dòng)化測(cè)圖科技成果榮獲了國家自然科學(xué)二等獎(jiǎng)。14年前組建的20多人的課題組中,只有張祖勛和一位助手堅(jiān)持到了這最后。
張祖勛:有的時(shí)候我常常給學(xué)生講,我說我的很大的優(yōu)點(diǎn)是會(huì)聯(lián)想,不是你一天到晚想,吃飯也想,睡覺也想,不行,你要能夠放得下,但是并不等于你放下的時(shí)候不想他,當(dāng)你看到某一個(gè)東西,你一定會(huì)聯(lián)想到這個(gè)事情我會(huì)做這個(gè)事情,那個(gè)時(shí)候你可以解決我什么問題,你必須要有很大的聯(lián)想,所以當(dāng)我看到這本書的時(shí)候,對(duì)我解決就有很大的可能。所以做學(xué)問難不是難刻苦地學(xué)習(xí),而是不斷地來鍛煉自己,磨練自己能夠有一種靈感能夠聯(lián)想起來,能夠解決問題。
1994年,成功的喜悅還未散去,張祖勛又做出了一個(gè)令人驚訝的決定:走出國門,借助國外資金與技術(shù)快速實(shí)現(xiàn)科技成果的產(chǎn)業(yè)化。在和澳大利亞的合作談判中,張祖勛一直堅(jiān)持軟件的知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸中方所有,正是他的堅(jiān)持才使擁有我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的軟件迅速占領(lǐng)了國際市場(chǎng),真正在世界攝影測(cè)量界掀起了一場(chǎng)更新?lián)Q代的數(shù)字化革命。
張祖勛:借了人家的雞,生了我的蛋,不變成產(chǎn)品,絕對(duì)沒有現(xiàn)在的影響, 我想作為一個(gè)知識(shí)分子有責(zé)任,因?yàn)檫@種成果說是你個(gè)人的,更多的我認(rèn)為是國家的,是咱們國家的自己,如果我們做工程的人,能夠更多的成功為全國,甚至為全世界的人民,我想這一條我們國家絕對(duì)是整個(gè),真正發(fā)達(dá)起來。
2003年,因?yàn)閷?duì)中國攝影測(cè)量學(xué)科做出的杰出貢獻(xiàn),67歲的張祖勛當(dāng)選中國工程院院士?,F(xiàn)在張祖勛院士仍堅(jiān)持在科研一線指導(dǎo)學(xué)生從事的數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的應(yīng)用研究,對(duì)于身邊的研究生,他總是鼓勵(lì)他們?cè)谟龅诫y題時(shí)要堅(jiān)持,千萬不要輕易放棄,他說得最多的一句話就是40多年前王之卓院士告誡他的一句話:不怕慢,就怕站!
張祖勛:他說人不怕慢,就怕站,所以一直到現(xiàn)在,我一直記住,你要走,你即使走的彎路不要緊,但你不能說站著不動(dòng),你要走,你得不停往前走,要執(zhí)著地去追求。