從百姓出行到智慧城市建設，從資源調查到環(huán)境監(jiān)測，從災害評估到防災減災，遙感技術已成為經濟社會發(fā)展不可或缺的基石。

走進珞珈山下、星湖之畔的武漢大學測繪遙感科學家精神基地，穿梭于歷史照片、手稿及老舊設備儀器間，駐足于貼滿照片的測繪與空天信息院士墻前，不僅能觸摸到武漢大學遙感科學與技術學科的建設脈絡，更能真切感受這一在軟科世界一流學科排名中連續(xù)八年位居榜首學科的厚重底蘊，窺見我國遙感科技的發(fā)展歷程。

李德仁在武漢大學的辦公室里（2024 年 5 月 13 日攝）   熊琦攝 / 本刊

深厚積淀引領學科卓越

什么是遙感？

簡單來說就是“遙遠的感知”，而遙感科學與技術是通過電磁波及其他物理場（波）以非接觸的方式探測目標特性、環(huán)境參數(shù)及變化規(guī)律的一門交叉學科。

“這門綜合性交叉學科，在國防安全、災害評估、自然資源調查、農業(yè)監(jiān)測等方面具有不可替代的戰(zhàn)略價值。”武漢大學遙感信息工程學院（以下簡稱“遙感學院”）院長張永軍教授說。

目前，我國已建成包含200余顆遙感衛(wèi)星的自主星座，對地觀測數(shù)據(jù)自主率正逐年提升。但曾經，我國的遙感衛(wèi)星核心元器件受限、軟件受控，遙感技術起步晚，學科發(fā)展滯后。武漢大學遙感科學與技術學科的發(fā)展歷程正是中國遙感領域從無到有、從弱到強的縮影。

“武漢大學遙感科學與技術學科是在測繪科學、空間科學、信息科學、計算機科學、地理科學、地球科學、電子科學、航空航天等相關學科交叉滲透、相互融合的基礎上發(fā)展起來的新興交叉學科。”張永軍介紹，遙感信息工程學院建院歷史可追溯至上世紀50年代，早期遙感與測繪聯(lián)系緊密。夏堅白、王之卓、陳永齡、葉雪安、金通尹等測繪先賢奠定學科根基，形成優(yōu)秀學科文化；寧津生、陳俊勇、李德仁、劉經南、張祖勛、龔健雅、李建成等院士和鄂棟臣等領軍人物、中青年人才構成的科學家梯隊接續(xù)耕耘，推動學科發(fā)展。

從上世紀70年代王之卓提出“全數(shù)字化自動測圖”理論，到90年代張祖勛推出中國首個可產業(yè)化全數(shù)字化自動測圖系統(tǒng)軟件VirtuoZo，再到李德仁團隊攻克衛(wèi)星遙感全球高精度定位及測圖核心技術；從組建我國測繪遙感學科第一個國家重點實驗室，到2018年遙感科學與技術獲批首批博士學位授權交叉學科，再到2022年“遙感科學與技術”列為一級學科，學科建設取得質的突破，體系逐步成熟。

近70年來，武大遙感學科創(chuàng)造了諸多成果：自主知識產權數(shù)字攝影測量系統(tǒng)改變傳統(tǒng)測繪模式并廣泛推廣；參與北斗全球導航系統(tǒng)研發(fā)，打破西方壟斷；吉奧之星實現(xiàn)我國遙感、地理信息系統(tǒng)國產化；大地水準面工程化應用研究從米級到亞厘米級，實現(xiàn)海拔高度“一測就準”。

李德仁院士表示，從最初衛(wèi)星數(shù)據(jù)85%依賴進口，到如今自給自足并向國際輸出技術產品，中國測繪遙感技術已躍居世界領先，構建起中國主導、服務全球的觀測體系。武大遙感學科形成完整人才培養(yǎng)體系，輸送高級專門人才逾萬人，培養(yǎng)8位院士，被譽為中國乃至世界遙感人才搖籃。

“當前全球50個國家將遙感技術列入國家戰(zhàn)略技術清單。”張永軍稱，我國通過“高分專項”形成天—空—地一體化觀測網(wǎng)絡，主導制定的《地理信息遙感影像服務》國際標準獲164個國家采納，背后均有武大遙感測繪人參與。未來，遙感技術將在智慧城市、深空探測、低空經濟等新領域發(fā)揮核心作用，成為大國戰(zhàn)略競爭關鍵技術制高點。

國際前沿打造學術標桿

2024年6月24日，李德仁院士因測繪遙感領域的杰出成就榮獲2023年度國家最高科學技術獎。耄耋之年的他仍未放緩探索腳步，正帶領團隊推進一項雄心勃勃的計劃——

到2030年發(fā)射252顆衛(wèi)星組成“東方慧眼”智能遙感星座，實現(xiàn)通信、導航、遙感衛(wèi)星一體化設計，并融入人工智能算法，以達成24小時全天候監(jiān)控地球環(huán)境的“看得快、看得清、看得準、看得全、看得懂”目標，為全球用戶提供高精度、智能、實時的天空地海一體化遙感信息服務。

作為我國遙感事業(yè)的親歷者、奮斗者和領跑者，他也是武漢大學遙感科學與技術學科發(fā)展的重要參與者和見證者。

瞄準國際前沿，一項項原創(chuàng)理論在這里誕生，成為國際學術標桿和標準——

李德仁院士提出包括誤差可發(fā)現(xiàn)性和可區(qū)分性在內的基于兩個多維備選假設的擴展的可靠性理論來處理測量誤差，科學“解決了測量學上一個百年未解難題”，其理論被全球用于校正航測平差系統(tǒng)。

張祖勛院士團隊研發(fā)的數(shù)字攝影測量網(wǎng)格（DPGrid）系統(tǒng)，通過分布式計算實現(xiàn)海量航空攝影數(shù)據(jù)全自動處理；最新多源遙感衛(wèi)星影像幾何語義一體化智能處理系統(tǒng)MIPS，多次授權我國頭部科技企業(yè)全球推廣應用。

龔健雅院士提出GIS面向對象數(shù)據(jù)模型和互操作模型，以及遙感廣義幾何成像模型與精確處理方法，大幅提高遙感影像幾何定位精度。

服務國家需求，3位院士、44位國家級人才、10位外籍學者、220多位專任教師，在這里引領國內遙感學科體系建設——

出版全國首套遙感系列教材41本，填補了國內遙感系列教材的空白，被全國開設遙感專業(yè)的70多所高校廣泛使用。

圍繞通識教育+專業(yè)教育，形成5門國家級一流本科課程、4門國家級精品課程、10門新工科創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程等引領示范的課程體系。

面向國家低空經濟戰(zhàn)略，在全國率先設立遙感工程、低空技術與經濟等交叉學位點，豐富學科內涵，培養(yǎng)交叉學科學生。

聚焦一流目標，塑造科研反哺教學機制，完善遙感科學大型基礎設施和科研平臺建設——

教授100%為本科生上課、畢業(yè)設計選題90%源于教師真實科研，建設國內最全的遙感影像解譯數(shù)據(jù)集LuojiaSet和遙感影像解譯系統(tǒng)LuojiaNet，同步融入實踐教學。

自主研制我國首顆城市專用的光學遙感衛(wèi)星“武漢一號”，全球首顆醫(yī)學遙感科學實驗衛(wèi)星“人民健康號”，全國首顆以學生為主體參與研制的遙感衛(wèi)星“啟明星一號”。

在優(yōu)勢學科基礎上成立的測繪遙感信息工程全國重點實驗室，30多年來更是成為教學相長、共研共進的優(yōu)勢平臺，從珞珈一號01星到“東方慧眼”星座建設，從攻克衛(wèi)星遙感全球高精度定位及測圖核心技術到實現(xiàn)自主可控的高精度高分辨率對地觀測，匯聚了一支有國際影響力的科研隊伍。

“我們正在不斷豐富遙感學科的內涵和外延，推動傳統(tǒng)遙感向全鏈條‘大遙感’轉型。”張永軍說，學校先后組建宇航科學與技術研究院和定量遙感研究中心，以遙感科學與技術專業(yè)為基礎，結合航天、電子信息、通信、空間物理等相關專業(yè)，重點發(fā)展與遙感學科密切相關的遙感儀器和衛(wèi)星設計與制造等學科方向，為形成多學科交叉“大遙感科學”奠定基礎。

薪火相傳孕育遙感英才

2025年5月，在世界數(shù)字教育大會高等教育現(xiàn)場觀摩點，遙感學院“啟明星一號”衛(wèi)星仿真教學系統(tǒng)引人注目。該系統(tǒng)集科研與教學實踐于一體，能讓學生直觀體驗衛(wèi)星設計、制造及裝配過程。

學院教授孟小亮介紹，借助MR眼鏡和操作手柄，學生不到3小時即可學會組裝衛(wèi)星，通過裝配搭載高光譜和紅外相機的微納衛(wèi)星獲取高質量遙感影像，深入理解衛(wèi)星技術工作原理。

這種沉浸式實踐教學模式，正是遙感學院推動教育創(chuàng)新的一個縮影。

讓學生實現(xiàn)對知識的深度理解與實踐內化。遙感學院副院長李彥勝教授說，為解決傳統(tǒng)“教師為主體、滿堂灌”課堂模式下學生“學不會用、學不善用、學不精用”等問題，學院運用人工智能大模型推進課程改革，旨在培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識、思辨能力及實踐解決問題能力。學院自主研發(fā)的遙感大模型實踐創(chuàng)新平臺，實現(xiàn)課前、課中、課后全鏈路數(shù)智化升級。

該平臺創(chuàng)新性研發(fā)“天慧”遙感學科教學垂域大模型SkySage，包括“天知”遙感視覺大模型SkySense（智能解譯）和“天思”遙感語言大模型SkyThink（學科問答），具備多維學情智能分析、靶向提問與精準教學、探究式啟發(fā)學習、差異化實習實訓、作業(yè)高效客觀評閱等功能。目前，該大模型已在多所高校試用。

讓學生學有所用、學以致用，解決具體問題。遙感學院副院長桂志鵬教授表示，學院將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育貫穿學生培養(yǎng)全過程，堅持“科研的核心是育人”理念，成立“遙感信息工程大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)中心”。學生先后斬獲中國國際大學生創(chuàng)新大賽國賽金獎、“挑戰(zhàn)杯”全國大學生課外學術科技作品競賽國賽特等獎、“挑戰(zhàn)杯”中國大學生創(chuàng)業(yè)計劃競賽國賽主體賽金獎、首屆全球數(shù)智教育創(chuàng)新大賽金獎等榮譽。

2020級本科生朱禹涵團隊開展“元景校園”項目，解決空間數(shù)字底座精度、可視化渲染及智能交互等問題，研發(fā)“武漢大學實景元宇宙虛擬校園”等案例，獲“中國軟件杯”第一名、首屆英諾大學生創(chuàng)新成果獎唯一特等獎，并在武漢大學科技園注冊初創(chuàng)企業(yè)。

副院長樂鵬介紹，學院成立“武漢大學數(shù)字化鄉(xiāng)村振興研究中心”，將遙感技術服務于鄉(xiāng)村振興、數(shù)字中國、健康中國、智能中國、航天中國、中華文明探源工程、“雙碳”目標等國家戰(zhàn)略需求。學院關注學生專業(yè)認知與應用技能提升，在生態(tài)環(huán)境保護、智慧城市建設、自然資源監(jiān)測、防災減災、國家安全等領域產出一批原創(chuàng)性科研成果。

李德仁院士仍活躍于教學一線，為本科生講授基礎課，為中小學生開展科普教育。他表示：“不僅講遙感是什么、發(fā)展趨勢，還要告訴學生專業(yè)能為國家做什么、要學好什么。”

在武漢大學，有一門被學生們譽為“最奢侈的基礎課”。自1997年起，多名院士“組團”為大一新生講授《測繪學概論》，傳授專業(yè)知識的同時，以人生經歷傳承堅韌科學精神與濃厚家國情懷，引領學生“把論文寫在祖國的大地上”。

“一眾院士同上一門課”正是武漢大學遙感科學與技術學科傳承發(fā)展的生動注腳。一代又一代，一茬又一茬，武漢大學已建成世界上規(guī)模大、門類全、辦學層次完整的測繪遙感學科群。

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