張過:從「深究」到「融合」探索測繪遙感新玩法——青年科技創新...

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張過，男，1976年6月，武漢大學教授、博士生導師，2000年本科畢業於武漢測繪科技大學，2005年博士畢業於武漢大學。2010年資源三號（光學）應用系統總師助理、2013年黃鶴英才、2015年珞珈一號01星（夜光遙感+導航增強）工程總師、2017年珞珈二號01星（SAR遙感+導航增強）工程總師、2017年裝備發展部衛星應用組專家、2017年高分專項（軍口）專家、2019年青年測繪人才、2019年國家「卓青」獲得者、2019年王之卓青年科學家。主要從事航天攝影測量幾何遙感理論方法研究與工程實踐。

「科學是一個刨根問底的過程，不僅要知其然，還要知其所以然，對一個問題不要淺嘗輒止，要認準一個點踏踏實實、耐得住寂寞地一直往前走。」從武漢大學的一名學生成長為測繪遙感專業型人才，張過始終記得李德仁院士和龔健雅院士的深深教誨。

從資源三號到高分衛星再到珞珈系列衛星，在科研的道路上，張過的每一步都走得很紮實。現在，張過嘗試延展遙感應用領域，交叉發展遙感新聞學、遙感經濟學等學科方向。正值壯年，張過想做的事還有很多。

「歪打誤撞」學測繪遙感結下不解之緣

為什麼選擇攝影測量與遙感專業？1996年，還在上高三的張過，看到武漢測繪科技大學（2000年併入武漢大學，下稱武測）的專業報考指南時，被「攝影」二字深深吸引，而忽略了專業名稱中的「測量」二字。「單從攝影來說，拍照的確是一件好玩的事情，我沒想太多，就報了這個專業。」現在回想當時的這個決定，張過反而覺得是一種命中注定。

剛進武測沒多久，張過認識到這個專業並不像想像中那麼「好玩」。「學這幹嘛？」他開始質疑自己當初的選擇。正當他動搖的時候，時任武測遙感信息工程學院院長的李德仁院士為兩個航測班新生上了一堂班會課。「測繪這門學科是基礎性學科，但學科範圍非常廣，在國民經濟發展上可以發揮巨大作用，計算機科學等其他學科的發展也會給這個學科注入新的活力。這門學科課程非常多，但學下去會對你們有好處，不再僅僅是艱苦的行業。」李德仁院士的這句話化解了張過心裡的不解，他決定好好學習。

2000年初，張過跟隨測繪遙感信息工程國家重點實驗室江萬壽研究員做本科畢業設計，主要完成了P31相機的內定向、圖像壓縮質量評價、利用形態學進行等高線提取等研究工作。畢設過後，經江萬壽老師的推薦，他成為李德仁院士的研究生，開啟了實驗室學習生涯。但這並不意味著從此進入封閉式狀態，反而增加了許多「走出去」的機會。研一期間，在李院士的資助下，他到泰國參加亞洲遙感大會，受益匪淺。「我們這個學科的年輕人，應該多參加國內外的學術會議，多走走多看看，會對成長很有幫助。」李德仁院士常說這句話。

2002年，張過免試攻讀李德仁院士的博士。他與楊傑共同參與了吳春華老師和張永軍老師負責的軍口863課題。這個過程也成為他對於專業進一步深攻的出發點，接觸到更為深奧的知識。

突破核心技術提升我國遙感應用水平

2004年，原國家測繪地理信息局開始籌備謀劃我國第一個測繪衛星——「資源三號」。張過進入「資源三號」論證組，具體負責「資源三號」指標論證，撰寫「資源三號」指標論證初稿。令張過沒想到的是，這一論證就是三年。

「資源三號」衛星要做到1:50000測圖，衛星高程精度必須達到5米，平面精度達到25米。當時我國的衛星平面精度在一公裡左右，與這一指標要求差距很大。「我們測繪是幾何精度定位，那麼定位精度在整個衛星系統鏈路上到底有什麼誤差影響？哪些問題應該太空中的衛星解決？哪些問題應該地面站解決？哪些問題需要星地協同一起解決？」每天，張過的思緒都被這些問題擠佔著。

由於國外相關衛星指標文件屬保密內容，論證組無法參考，而國內以往的類似文件僅兩三頁。「一切都是從零開始。」張過根據既有資料對各項指標進行細化，在「資源三號」衛星關鍵性技術突破方面提出整個產品分級體系，提出天地一體化幾何標定技術和虛擬重成像技術。

2012年1月9日，「資源三號」01星在太原衛星發射中心騰空而起，中國民用高解析度立體測圖衛星實現了「零的突破」。2019年和2016年，03星、02星與01星相會浩瀚太空，共同組成我國自主民用立體測繪多星組網運行，讓我國從測繪大國加速向測繪強國邁進。

「不要躺在功勞簿上，『資源三號』只是國產光學衛星的開頭，應該把『資源三號』的成功推廣到其他國產衛星上。」遵循李德仁院士和龔健雅院士的教導，張過帶領以蔣永華博士為核心的小小團隊，一顆衛星一顆衛星地來進行數據質量改善，從遙感六號、遙感十號開始，攻克了時間同步誤差、高頻震顫等影響光學衛星內精度的難題，發展了交叉幾何定標、無場幾何定標體系，讓國家的其他光學衛星內精度也從數十個像素提升到一個像素，無控幾何精度提升到5米之內，結束了我國飛彈打擊基準圖依賴國外衛星的歷史，提升了我國遙感應用水平。

2005年博士畢業，張過留在實驗室工作，開展星載SAR/InSAR處理與應用。「要敢於跨界，有跨界才有創新。在SAR領域，如果你跟在人家後面，撿人家做過的重複做，你就總在後面。」導師們的激勵與教誨為他取得進一步的突破提供了極大的勇氣和信心。

在星載SAR中，張過提出把星載光學處理中的RPC模型引入到星載SAR/InSAR處理，開啟了星載SAR幾何處理的另外一扇門。基於這些創新，張過與李德仁院士合寫的多篇論文得以在美國和英國的老牌攝影測量期刊上發表，並獲得了2013年測繪科技一等獎。

2012年，面向地球空間信息戰略性新興產業發展需求，地球空間信息技術協同創新中心成立。李德仁院士、龔健雅院士任命張過擔任中國航天科技集團航天五院張慶君總師的助理，協助做好高分三號衛星相關工作。

經過調研國內外SAR衛星，張過帶領團隊發現國產SAR衛星幾何質量同樣低於國外同類衛星，他們研製出6套自動角反射器，部署在嵩山定標場，並提出了國產SAR衛星幾何定標方法。該定標裝備和定標方法首先在遙感二十九號得到充分驗證，後續直接提升高分三號無控定位精度到3米之內，達到國際同類衛星領先水平。

為了把SAR衛星的應用效果做出來，張過帶領以汪韜陽博士為核心的小小團隊聯合航天五院、國家測繪局衛星測繪應用中心研製了高分三號10米解析度、8米幾何精度中國陸地一張圖，全部免費提供給國內單位。

推出珞珈系列衛星引領高校應用

2015年初，李德仁院士撰寫文章《迎接地理信息產業與IT產業的大融合》，指出地理信息產業與IT產業融合發展中，產業鏈融合、多技術集成是地理信息產業發展的必由之路。這篇文章使張過深受啟發，他想將李德仁院士的想法付諸實踐，促進地理信息產業與IT產業的大融合。從此，一顆多功能集成衛星的想法在他心中落地生根。他依託地球空間信息技術協同創新中心、測繪遙感信息工程國家重點實驗室、遙感信息工程學院和高解析度對地觀測系統湖北數據與應用中心，組建了以李德仁院士為首席科學家的「珞珈一號」科學試驗衛星研發團隊，著手推進衛星研製工作。

從系統指標論證到單機指標論證，張過和團隊就花了一年半時間。他們除了進一步了解單機對整個衛星系統有什麼影響、指標如何認證，還需要確定單機從哪裡採購、哪個產品最合適等一系列問題。「這跟以前在國家體系裡面做衛星有很大的差別。」張過在面對新挑戰時感慨道。

2018年6月2日，重量20kg立方體科學試驗衛星「珞珈一號」01星，搭載夜光遙感相機與導航增強載荷進入太空，其主載荷為夜光成像相機和星基導航增強載荷，主要用於社會經濟參數估算、重大事件評估、國家安全等領域，以及開展低軌星基導航信號增強試驗。

「珞珈一號」01星的夜光遙感解析度130米，可清晰識別道路和街區，優於美國的DMSP/ OLS 2.7km和NPP/VIIRS 740米。目前該星已向22個國家和地區（包括美德法英等）3千多用戶分發了36萬多景夜光影像，為全球不同行業各類用戶提供免費數據服務，在社會經濟參數估算、國家安全等領域發揮了重要作用。

2019年1月，由武漢大學等共同製作珞珈一號01星夜光遙感全國一張圖發布，免費向國內外用戶提供服務。與此同時，武漢大學「珞珈一號01星成功發射」入選2018年度中國遙感十大事件。

放眼未來發展遙感交叉學科

現在，我國國家利益已經從周邊拓展到全球。全面掌控全球地理空間信息，有利於我國在處理國際事務中掌握主動權和話語權，切實保障國家海外權益。但是，現在的國外全球產品存在數據缺失、精度偏移、信息隱藏等問題，通過自主可控的全球戰略底圖，可有效規避風險，為經濟發展、國家安全、國際合作提供有效支撐保障。

目前，在李院士和龔院士指導下，張過正帶領團隊利用高分衛星獲取全球範圍光學、SAR、高光譜數據，研製代表我國高分衛星水平的、有國際影響力的全球戰略底圖，填補我國在該領域上的空白，希望能夠助力我國從航天大國走向航天強國。

2020年初，新型冠狀病毒肺炎疫情爆發。在李院士指導下，張過組織武漢大學、中科衛創(北京)科技有限公司、高解析度對地觀測系統湖北數據與應用中心、長光衛星技術有限公司、珠海歐比特宇航科技股份有限公司、空中巴士防務與航天、北京微納星空科技有限公司等核心骨幹，利用航天遙感技術監測火神山醫院、雷神山醫院建設進程，並提供醫院建設對周圍環境影響的評估報告。

自2020年1月29日13點16分環球網微博首發後，陸續得到相關央媒、微博大V、省媒、行業媒體等近300家媒體轉發和連續跟蹤報導。截至2月6日14時為止，環球網微博「500公裡高空瞰火神山」的話題閱讀量已達到1.2億。在抗擊新型肺炎病毒的關鍵時期，對滿足大眾關注需求、穩定社會情緒發揮了一定作用，也在一定程度上體現了航天遙感技術對社會熱點問題的響應和對防疫工作的支持。

復工復產是2020年上半年的雙核心目標之一。在龔院士指導下張過帶領團隊和新華社衛星新聞實驗室合作，開展了中國復工復產航天遙感調查、義大利疫情航天遙感監測以及中國供應鏈航天遙感調查等報導，總閱讀量1000萬+。隨後，張過和龔院士繼續致力於學科研究，在國內率先提出遙感經濟學和遙感新聞學等交叉學科方向。

在張過的不斷嘗試下，遙感將衍生出更多的應用領域，煥發出不一樣的生機。

來源：中國測繪學會；作者：馬豔

原標題：《張過：從「深究」到「融合」探索測繪遙感新玩法——青年科技創新人才系列》

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