潮涌荆楚 向“新”奔赴 | 张祖勋院士：从零起步 专研摄影测量一辈子

编者按：为进一步加大对湖北科技企业、重大平台、重点人才（团队）、最新成果的宣传推介，着力打造“创响荆楚”宣传品牌，为湖北加快打造全国科技创新高地营造良好舆论氛围，湖北省科技厅推出“潮涌荆楚、向‘新’奔赴”系列报道。敬请关注。

在武汉大学，有一位80多岁的大地“摄影师”，他在测绘遥感领域深耕60多年，推动中国数字化影像测绘技术，从零起步，走向国际领先，他就是中国工程院院士张祖勋。

14年艰辛探索

推出中国首个全数字化自动测图设备

中国工程院院士、武汉大学遥感信息工程学院教授张祖勋，钻研摄影测量一辈子，执着于摄影测量与遥感领域研究。为打破国际技术垄断，他和团队14年艰辛探索，推出中国首个全数字化自动测图设备，不仅填补了国内科技领域空白，还取得了世界瞩目的成就，令国际同行刮目相看。

谈及摄影测量与遥感技术，1955年刚考入大学时，张祖勋甚至连“测量”是什么都不知道。“当时就看到有个反光镜，两张照片放在底下，哇，这个山就全部高起来了。我说这里大概还有学问，就这样我选择了摄影测量。”张祖勋告诉记者。

20世纪70年代，中国的测绘事业艰难起步。1976年，张祖勋被派往瑞士最先进的航测仪器厂学习。“我们去瑞士就像‘刘姥姥进大观园’。”也就在那个时候，他认识到了中外之间的科技差距。从此张祖勋下定决心，要让中国的测绘遥感技术在国际上有一席之地。

1978年，张祖勋的老师王之卓先生提出，中国摄影测量要走全数字化自动测图之路。当时，国内外大多认为“胶片是影像最好的信息载体”，影像“数字化”理论显得不可思议或为时太早。

张祖勋认为老师的想法很有挑战性，值得为之一搏。作为王之卓的得力助手，张祖勋主动承担起这个课题的攻关重任，从零开始，向前“爬”。

“当时肩扛手提仪器搞测量，就像小米加步枪。”课题组购买了当时世界上最先进的影像数字化器、计算机。“说是先进，计算机内存仅64K，也没有图像显示器，无法直观看到图像处理结果，效率极其低下。”张祖勋说，一张图片的大小是125MB，计算机配置简直不在一个量级上。

另外，当时的计算机没有显示器，搞图像处理只能摸黑。例如核线排列，现在学生的课间实习就能做，很简单。那时没有显示器，只能用打印机打出来，看看两条核线是否排得一致。这一项动作就花了团队4个月到半年的时间，难度很大。

前后历经14年时间，课题组终于研制出中国首个全数字化自动测图设备，用计算机代替传统的测量仪器，用计算机影像自动匹配代替人眼观测，实现测图自动化。全数字化自动测图是摄影测量从理论到实践的彻底革命，整个测绘界为之震动。

张祖勋院士在实验室

这项成果于1993年获国家自然科学二等奖，在国际上被誉为“羽翼丰满、具有很多创新点、参与全球竞争的产品”。 如今，全数字化自动测图系统VirtuoZo远销英美等发达国家，无人机测绘更是创利20多亿元。

此后，张祖勋经常带着研究生用无人机丈量山河大地。在金沙江白格滑坡，他监测高山峡谷区的每一道裂缝，有效进行地质灾害预警；在汶川地震发生后，他率领团队用最新技术制作出震区首个数字地面模型和正射影像图，为抗震救灾部署起到至关重要的作用；在陡直的峭壁间，他力争还原山西悬空寺古建筑细节，为文物保护出谋划策……

创新第三种摄影测量方式

让摄影测量技术应用更广泛

多年来，张祖勋并未停下脚步，他带领团队，努力克服遇到的一个又一个难题。

在长江三峡有一块危岩，叫做“箭穿洞”。在这个三峡库区1:2000的正射影像图上面，这个“箭穿洞”就剩下这一个点，但它实际是有一块高200多米的危岩，可是在地图上没有任何信息。

要加固危岩，就需要掌握滑坡和危岩的数据，如何获取数据？在当时，地质考察人员不得不利用攀岩的办法来实现，下面就是长江，整个过程非常危险。

因此，张祖勋团队打破固有思维，在二维对地正射影像、三维倾斜摄影之外，找到第三种摄影测量方式——贴近摄影测量。

贴近摄影测量是面向目标的摄影测量，它以物体的面为摄影对象，针对三维空间任意坡度、坡向的面进行摄影。

历经两年多的时间，贴近摄影测量越来越完善，应用面也越来越广，具有可高度还原地表和物体精细结构的特点，也可应用于城市精细重建、古建筑重建、水利工程监测等方面。

奖励年轻一辈教学出色的教师

张祖勋两度捐款100万元

谈及从科研追梦人到科研带路人，张祖勋将毕生成就归功于“遇到一位好老师”。他认为科学发展在于人才的接力、教育的传承。

张祖勋作为大学教师，始终不忘师者的传道使命，一次次理论的革新、一项项原创算法、一个个反复试错后的优化方案，都聚沙成塔凝结在《数字摄影测量》教材里。这本里程碑式的教材惠及数十万人，对培养专业人才产生了巨大的作用。

60多年科研教育生涯，张祖勋的身边人才济济，少长咸集。如今，他把手中的接力棒传给更年轻的教师。

张祖勋院士指导大学生科技创新

为了鼓励年轻教师，2017年，张祖勋向武汉大学遥感信息工程学院捐赠100万元，倡议设立“教书育人奖”，鼓励在教学一线辛勤耕耘，深受学生爱戴的优秀教师。

2021年，张祖勋获得“杰出教学奖”。随后，他再次将100万元奖金全部捐给武汉大学遥感信息工程学院，用于充实学院“教书育人奖”。

“用杰出教学奖的奖金，去奖励年轻一辈教学出色的教师，再适合不过了。”张祖勋笑着说。

时光荏苒，科研报国已经一甲子，张祖勋依然怀揣梦想。“我们现在还在做梦，把摄影测量跟遥感、几何和物理能够把它结合得更紧，用计算机来代替人力。”

（通讯员：朱勇进 丘剑山 图片：湖北省科技厅）