古稀犹争造化功
——林宗坚教授与他的无人机情缘

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  人一生取得一项创新成果不易,建立一套理论体系并经得起实践检验更难。林宗坚教授就是这样一位开拓创新、勇攀高峰的人。

  悠悠五十载,几度风雪寒。从福建小山村走出来,到江城武汉,再到首都北京,不论是做原武汉测绘科技大学副校长、教授、博导,还是当中国测绘科学研究院院长,直至目前位居北京测科低空遥感航测有限公司总经理,林宗坚始终在航测遥感教学、科研与应用领域里呕心沥血、孜孜以求。作为我国自己培养的第一位测绘学博士,他有着超出常人的勤奋和睿智,更有一份“想别人没有想过,干别人不曾干过”的激情和自信。如今,历经十年积淀的项目——轻小型组合宽角航空相机研制及低空UAV航测应用终于破茧而出,荣获2012年度国家技术发明二等奖。

  

洞悉风云 敢立新说

  “卫星遥感和有人机中高空遥感在及时性和精细度上存在不足,低空航测遥感恰好可以弥补。”当记者问及在卫星遥感和中高空飞机遥感非常发达的今天,为何还要十年矢志不渝发展无人机低空航测遥感时,林宗坚给出了这样的答案。

  “卫星遥感具有全球覆盖能力,是所有遥感手段中能力最强的,但它的灵活性、及时性不足。有人机中高空遥感虽灵活性较强,但经常受阻于阴云天气。在这种情况下,就需要有能够在云下低空获取清晰影像的技术工具。”

  “不仅如此,现代城市建筑物景观三维建模正方兴未艾,工农业生产和建设工程有时也需要三维观测,而这些复杂的任务是卫星遥感和有人机中高空遥感的短板,唯有无人机低空航测遥感可以胜任。”

  谈起他的无人机情缘,林宗坚滔滔不绝。对于它的发展前景,他更是信心满满:“从市场发展趋势来看,在不久的将来,卫星遥感、有人机中高空遥感和无人机低空遥感将三分天下。”

  然而,这个观点在当初并不为同行看好,很多人认为无人机低空遥感“只能研究研究”,开头之难超乎想象。“幸运的是,有关领导很有远见,看好这个项目,给了200万元科研基金。”从思路酝酿、技术摸索、产品试验到用于实践,稳扎稳打的每一步见证了林宗坚的执着坚守。

  一次次科研试验和成果论证得出了这样的结论:无人机低空遥感能获取到比卫星遥感和有人机航空遥感更高分辨率、更高清晰度的影像。依靠这一优势,它如今已形成了很有潜力的市场。林宗坚“三分天下”的观点逐渐被大家认同。

  

百折不挠 迎难而上

  每一位成功者身后都有一段坎坷漫长、洒满血汗的崎岖小路,林宗坚也不例外。

  低空航飞会受到起伏地形和地面高建筑物的威胁,尤其在高山峡谷间飞行时危险性更大。为了降低风险,无人机必须尽量轻小,这就要求它装载的相机也必须轻而小。于是,林宗坚带领团队,踏上了“轻小型组合宽角航空相机研制及低空UAV航测应用”的科研攻关之路。

  研制宽角航空相机是摄影测量界近百年的追求。欧美国家研制出的相机性能虽好却体积大,重达百公斤,无法用于轻小负荷的无人机。林宗坚否定了欧美国家用光机“加固”技术构建组合宽角像场的思路,创造性地提出了“柔性”技术加自检校的思路,从而大幅消减了光机构件的复杂度,设计制造出了仅重15公斤的四拼组合宽角相机和仅重5公斤的双拼组合宽角相机。

  研究、实验过程的曲折、艰苦无需赘言。即使面对同行怀疑的目光,面对项目中期评估时无人机在专家面前坠地的尴尬,林宗坚也初衷不改。为了解决相机自检校的难题,他推导出了40多页的方程式,再由他的副手苏国中花一年时间把这一长串方程全部编成软件,全组人员又用了两年时间反复进行软硬件联调测试。

  终于,一款独具自主创新特色的轻小型组合宽角相机问世了。林宗坚同时推出了低空航测影像数据处理软件,并由此装备成功固定翼无人机和无人飞艇两类低空航测系统,开始在基础测绘、地理国情监测、三维建模、应急救灾等领域大显身手。

  2003年,完成威海城区60平方公里2万多栋建筑的三维建模,开创国内大面积城市三维建模的先河;

  2009年,他们研制的低空航测系统成为国家局向全国测绘地理信息系统推荐的产品之一,目前已装备62套;

  2010年,利用无人飞艇低空航测系统成功实施西安世园会安全与环境监测;

  2011年,利用长航时无人机完成金沙江拉哇水电站约450平方公里1:2000航摄。“这次作业不仅跨越高山峡谷,克服了航路强风和峡谷紊流,还根据精度要求降低飞行高度,获取了宝贵的金沙江高清晰度影像。实践证明,在恶劣环境中,利用低空航测系统获取的影像,比利用国际品牌航空相机安置于有人驾驶飞机上获取的影像清晰度更好。”说这番话时,林宗坚的语气中透着兴奋。

  

探索不息 育人不止

  林宗坚的成功,除了天赋和机遇,更多的来自对科研怀有的真诚与执着。

  “在武测,我对导师王之卓讲的课印象很深。他总说,不论问题多么复杂,都会有一个基本的要点,抓住这个关键,其他问题就迎刃而解。这对我启发和影响很大。”林宗坚始终感恩母校、感激导师,因为母校给予他“自强弘毅、求是拓新”的激励,导师给予他敢于怀疑、勤于思考、勇于创新的教诲。虽已取得诸多创新成果,但他探索追求的脚步从未停息。“目前,我们正在全力研发更轻微型的组合宽角相机,重量仅1至3公斤,安装于短航程的无人机上,即可实现县乡级基础测绘和日常巡查监测。”

  毕生躬耕于航测遥感的田野,林宗坚不仅取得了骄人的成就,而且以无私的胸怀提携后人。作为一位老专家,他十分注意对青年科技人才的培养,现在依然带着3位博士和5位硕士,深深陶醉在科研、育人的快乐中。他把发现的具有广阔前景的课题交给他们完成,把几十年积累的科研资料提供给他们使用,把丰富的技术经验毫无保留地传授给他们。德技双馨的人格魅力,深深感染着团队里的每一个人。

  “2006年,我们有过一段困难时期。当时真是举步维艰,事情还未成功,资金链就断了。我拿自己的钱给员工发工资,只发了两个月,他们就拒收了。还有好些人把为公司买东西的发票揣在兜里。”谈及科研攻关时遭遇的坎坷和困难时团队表现出的凝聚力,林宗坚不禁眼窝发红。“我们有一个非常优秀、非常年轻、非常团结的团队。这次获奖,对我们尤其是青年人是一个极大的鼓舞。”从这些青年人身上,他看到了自己青春的延伸,看到了未来中国航测遥感事业的希望。

  “形骸已与流年老,诗句犹争造化功。”今年3月即将步入古稀之年的林宗坚常以陆游的这句诗自勉。他正是这样兢兢业业、孜孜不倦地在科学之路上攀登着,并不断登上新的高峰。(王瑜婷)


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