做一個盡職盡責、盡善盡美的測繪人
——專訪測繪領域最年輕院士李建成

+王璐汐

李建成，男，大地測量學家，中國工程院院士，現(xiàn)任武漢大學測繪學院院長、教授。

李建成教授長期致力于地球重力場理論及其工程應用領域的教學、科研和人才培養(yǎng)工作，特別在精密高程基準面建立與維持、高程測定模式現(xiàn)代化、全球重力場建模、衛(wèi)星重力、海洋衛(wèi)星測高等領域做出了突出貢獻，是我國該領域主要的學科帶頭人和大地水準面工程化應用的主要開拓者。他提出了多項原創(chuàng)性方法，解決了區(qū)域精密大地水準面確定的多項理論和技術難題，完成了從米級到分米級、到厘米級、再到亞厘米級三次精度跨越，推進了我國現(xiàn)代測繪基準建設進程；提出了災區(qū)測繪基準快速重建方法，并用極短時間快速恢復了汶川、玉樹等地震災區(qū)精密高程基準，提升了我國應急測繪保障能力；開展了全球重力場模型、衛(wèi)星重力及衛(wèi)星測高技術的研究，突破了地面重力數(shù)據(jù)與衛(wèi)星重力數(shù)據(jù)最優(yōu)聯(lián)合及超大規(guī)?？焖俜€(wěn)定解算等關鍵技術，研制了我國首個720 階WDM2001 模型，形成了自主創(chuàng)新的理論與技術體系。研究成果曾先后四次獲國家科技進步二等獎，廣泛應用于測繪、國土、規(guī)劃、石油、水利、交通、航天、國防等領域，產生了巨大的社會經濟效益。

1999年,35歲的李建成教授開始擔任武漢大學測繪學院院長。測繪學院綜合辦學實力強，人才培養(yǎng)質量高，對我國測繪教育和科技事業(yè)的發(fā)展具有引領性、示范和輻射性，在國內外享有很高的聲譽，被譽為“測繪教育之都”。李建成院長作為教育部高等學校測繪學科教學指導委員會主任委員，立足測繪學院，胸懷大局，在推動我國測繪教育事業(yè)發(fā)展中做出了突出貢獻。

然而，成就頗多、頭銜滿滿的李院士并不像想象中那樣難以接近。相反，他平易近人，在接受記者采訪的過程中，隨和而不失風度，優(yōu)雅地與記者詳細解釋并探討了測繪學中那些艱深的學術名詞，暢談測繪地理信息領域未來發(fā)展的趨勢，并對有志成為測繪人的年輕人寄予了厚望。

劃時代的大地水準面精化和高程基準現(xiàn)代化

記者：李院士您好，今天很榮幸能夠為您做一次專訪。您是武漢大學測繪學院院長和教授，您所在專業(yè)聽起來離普通人的生活非常遙遠。能否請您從科普的角度解釋一下，什么是大地水準面精化和高程基準現(xiàn)代化？

李建成院士：大地水準面精化和高程基準現(xiàn)代化，是指通過建立高精度高分辨率的大地水準面模型，實現(xiàn)衛(wèi)星定位技術直接精確測出經緯度和海拔高度，減少誤差，建立準確的地球外表空間三維數(shù)字化模型的做法。大地水準面的應用領域非常廣泛，大到國防安全領域，小到修路、架橋、建房、挖隧道、繪制地圖等，與人們的生活密不可分。并且，我們將地形的質量和地形的引力位計算進去，以進一步提升這種方法的精度。

記者：這是一種高程測量的新方法。那么,傳統(tǒng)的高程測量是怎么做的呢？

李建成院士：通常在平地傳遞海拔高程是通過傳統(tǒng)的水準測量方式，在山區(qū)和丘陵地區(qū)則通過三角高程測量,需要作業(yè)人員選取可以通視的位置，埋設地面標石，借助水準儀和全站儀來獲得高差信息。由于三角高程測量需要通過觀測兩點間的水平距離和天頂距（或高度角）求定兩點間高差而得到高程，故對天氣的要求也很高,很難跨海作業(yè)。如果碰上霧霾和陰雨天，幾公里之外就看不清了，觀測就無法繼續(xù)下去。而且受到大氣折光的嚴重影響，精確度較低。工作人員前期得到觀測數(shù)據(jù)后，后期還要經過大量的人工計算才能得出結果。可以說，這種傳統(tǒng)測量方法消耗大量時間、人力和物力，效率也不高。

記者：那我們假設修一條10公里長的隧道，如果用傳統(tǒng)方法進行高程測量，耗時要多久？

李建成院士：為什么要修隧道？因為沒有路。沒有路，傳統(tǒng)的高程測量就不能進行，作業(yè)人員就需要繞行隧道長度5-10倍左右的距離進行高程傳遞。一般來說，一個水準作業(yè)組在山區(qū)每天最多也只能徒步跑5-7公里的高等級水準。為得到精準度高的數(shù)據(jù)，往往在一條路上需要兩組人同步從兩頭測，那么每組大約需要5個人。修10公里隧道的話，前期至少要20天的時間測量水準，而且這是假設天氣好的情況下所需的最短時間。而通過衛(wèi)星定位技術聯(lián)合高精度大地水準面模型，單人測量完就可以得到海拔高結果，數(shù)據(jù)是即測即得的，不必再依靠大量外業(yè)工作人員高強度的戶外作業(yè)。

記者：這樣說來，大地水準面精化真是一種劃時代的測繪地理信息技術。那么您認為，諸如此類的測量方法普及以后，將如何影響我們的生活，或者說可以帶來怎樣的經濟效益呢？

李建成院士：毫無疑問，大地水準面精化等現(xiàn)代測繪新技術新方法可以顯著地提高測繪地理信息獲取的時效性，降低成本，提高作業(yè)效率。測繪地理信息技術本身無法直接產生非常顯著的經濟效益，但是它能夠輔助其他產業(yè)產生經濟效益。如果我們想要建造一座橋梁，沒有測繪地理信息技術，得不到精確的測量數(shù)據(jù)，橋梁就建不起來。當橋梁建成通車，橋梁兩端的城市出現(xiàn)貿易往來，進而產生經濟效益。這些經濟效益并非由測繪地理信息技術直接產生，但測繪地理信息技術在其中發(fā)揮了巨大的作用。所以，我們說，測繪地理信息技術能夠從側面反映一個國家的整體國力。

記者：如此看來，測繪地理信息對一個國家的基礎設施建設來說是一種必不可少的。那在您的印象中，有沒有什么通過測繪應用避免經濟損失這樣的例子呢？

李建成院士：這就不得不提起汶川地震。地震過后，地形、地貌都發(fā)生了巨大的變化，從前人工的地界和地標都被破壞，急需重建。如果用傳統(tǒng)方法測量，一旦發(fā)生余震，這些標石就無效。即使上午快速測完，下午若有余震，剛做的地標就再次無效，需要重新測量，整個測繪基準恢復工程保守估計要花費兩三年的時間。而我們當時采用大地水準面精化技術，僅用15天，就建立起了災區(qū)數(shù)字化高程基準，接下來用衛(wèi)星定位技術就可以重新建立大地基準。所以說，我們的大地水準面在當時災區(qū)重建中發(fā)揮了很大的作用，它不需要地面再造標石。

測繪地理信息未來發(fā)展的幾大趨勢

記者：如果地面標石全面數(shù)字化和電子化，那即使再發(fā)生自然災害，也不怕被破壞了，這種方法省去了很多戶外作業(yè)。那么，無地面標石基準現(xiàn)在是不是已經推廣到我國全國范圍內了呢？

李建成院士：2007年，我們在全國首次提出數(shù)字高程基準，用數(shù)字模型代替地面標石。無地面標石基準目前還沒有在全國范圍普及，但這種先進的理念已經逐步推廣應用到省、市。

實際上，無地標、無界標的概念在國外也正在實施。加拿大在2013年正式采用全國無地面標石的數(shù)字高程基準，美國最近也不埋設標石了。加拿大的國土面積約為990萬平方公里，和中國960萬平方公里的陸地面積差不多，對我們而言具有一定的參考性。我相信，中國以后一定也會逐漸取消傳統(tǒng)的地面標石，這是發(fā)展的必然趨勢。

記者：既然說到未來發(fā)展的趨勢，那么您認為，在未來，測繪領域的發(fā)展會呈現(xiàn)什么樣的趨勢？取消地面標石是其中之一，還有一些什么樣的趨勢呢？

為國家測繪地理信息局局長庫熱西（前右二)一行介紹測繪學科發(fā)展情況

李建成與學生

獲授加拿大卡爾加里大學“國際杰出科學家”稱號

李建成院士：總體上說，由于空間、先進計算、網絡等技術的推動，測繪地理信息技術在快速獲取、快速處理、網絡化管理、社會化服務等方面正在發(fā)生深刻的變化，例如衛(wèi)星和航空測繪將逐步取代地面?zhèn)鹘y(tǒng)測量，這就是一個趨勢。我國的衛(wèi)星觀測能力近幾年已經大大提高，但與美國和歐盟國家相比，仍存在一定差距。測繪技術的進步很大程度上取決于相關科學的進步，也依賴于科學技術的發(fā)展程度。現(xiàn)在美國最先進的民用遙感衛(wèi)星分辨率達到30公分，而我國的資源三號衛(wèi)星目前只能達到2米，向更高精確度發(fā)展的過程還較為漫長。

記者：那除了航天航空測繪將逐步取代人工傳統(tǒng)測量這個趨勢之外，還有什么其他的發(fā)展趨勢嗎？

李建成院士：互聯(lián)網將對測繪地理信息技術產生巨大的影響，而無線網絡的普及也必將改變我們的傳統(tǒng)測繪模式。未來的測繪，將以提供服務為主，而不僅僅是提供一個成果性的數(shù)據(jù)，測繪成果的地位和作用正在從“基礎性”向“基礎性、公共性”快速演變。

我們現(xiàn)在的網絡構架面很廣，一個城市幾乎每個角落都已經被無線網絡覆蓋。過去的測繪地理信息只是單純地提供成果，代表物就是紙質地圖?，F(xiàn)在基本上沒人用紙質地圖查路線，人人都用手機和電腦查看電子地圖。在手機或者電腦上輸入一個地段或者一個地點，電子地圖就能顯示它的具體位置，這是傳統(tǒng)紙質地圖無法做到的。將來測繪地理信息將與這種位置服務關聯(lián)，這是網絡帶來的顛覆性變化。

記者：這樣看來，互聯(lián)網真是影響了這個世界上各行各業(yè)的運作和經營，比如零售業(yè)和媒體，甚至人們的社交模式，從從前的面對面、電話、短信發(fā)展到如今的視頻和語音通話。

李建成院士：對，各行各業(yè)都受到了互聯(lián)網的影響?，F(xiàn)在家用座機用得越來越少，人們更多用手機聯(lián)絡，聯(lián)絡方式也由單一的電話、短信發(fā)展到微信、微博這些社交工具，這也是因為手機上網非常方便。諾基亞曾經生產很好的手機，但它只能通話和收發(fā)短信，不再適應這個時代，沒有跟上前端的發(fā)展，所以被淘汰。QQ最開始只是簡單的網絡聊天工具，發(fā)送文字和簡單的表情，后來逐漸附加語音通話和視頻的功能以及信息推送，騰訊后來還推出了更為便利的社交聊天工具微信。由微信推送一條信息，用手機的人即刻就可看到，要比傳統(tǒng)紙媒和電視臺快得多。我們的測繪信息將來也將向移動終端推送服務的方向過渡。

記者：像您剛才提到的測繪地理信息未來提供推送信息式的服務，也就是說可以給手機用戶或者智能終端用戶去推送一些信息，比如說一個個人坐標。可是作為用戶，我拿到這個坐標以后，有什么用呢？

李建成院士：這個問題很關鍵。地理測繪技術提供的結果是一個坐標，這對大眾來說沒有任何意義，這是因為這個坐標還沒有附加其他的信息。測繪地理信息不直接等同于位置服務，所謂位置服務要將相關的空間坐標以及空間屬性聯(lián)系到一起，才稱得上是位置服務。比如我們想從某個位置走到天安門，傳統(tǒng)的測繪地理信息只給出天安門的坐標，這只是一組數(shù)字，是沒有實際意義的。必須要告訴人們怎么走、路線是怎樣的，這個位置信息才是有效的?，F(xiàn)實生活中需要的是有相關性的信息，而不關聯(lián)的信息是沒有用的信息。也就是說，必須要從這些數(shù)據(jù)中挖掘并附加有用的信息，才具有意義，才有可能產生經濟效益。這就好像，你們的攝影師剛才為我拍的照片，拍完只是存在相機上沒有用，要放到你們的雜志上，放到這篇采訪的頁面中，才能發(fā)揮它的價值。

記者：的確是這樣，您的比喻很貼切，我們拍的照片要放到雜志上才能發(fā)揮它的價值。您提出的這個觀點也非常新穎，我是第一次聽到這樣的說法，就是“信息的價值來自信息的關聯(lián)程度”。

李建成院士：地理測繪的結果是一個坐標，一個數(shù)據(jù)，但是我們要讓這個坐標點發(fā)揮價值的話，就需要這個點有更多的其他相關的信息。我相信未來價值的挖掘也將來源于信息的關聯(lián)這一塊。

做一個盡職盡責的測繪人

記者：下面來聊一聊您的工作。您在武測（原武漢測繪科技大學，現(xiàn)已并入武漢大學）和武漢大學工作多年，對學校想必有很深的感情。您覺得武測和武漢大學的文化一樣嗎，都是什么樣子的？

李建成院士：武測的文化是一種工科文化，專業(yè)性強，人的思維比較單一和嚴謹。而武漢大學是一個學科門類齊全、特色明顯的綜合性大學，學術非常自由，講究交叉融合，整體的學術氛圍更加活躍一些。

記者：那么您作為一名學科帶頭人和一位行政領導，身兼二職，在工作中您是如何平衡這兩種角色的呢？

李建成院士：我們學院不僅是一個學術機構，也算是一個培養(yǎng)人才的業(yè)務機構。學院的本科生、碩士生和博士生加起來，在校人數(shù)大有兩千多人。在保持良好的學術氛圍的同時，我們也制定了對于學生和教職人員而言都比較公平的制度。我做了十五年院長，現(xiàn)在學院在方方面面都比較有序，人人都能夠做好自己的份內事，可以說學院的發(fā)展已經進入到一個良性循環(huán)的狀態(tài)。

管理好一個學院的關鍵，就是制定公平的制度并嚴格執(zhí)行,讓每一個人各司其職，各盡所能,這樣既有利于個人發(fā)展，也有利于整個學院的良性發(fā)展。

記者：您說得沒錯。無論一個社會還是一個機構，秩序都是最基本的，無序則會導致很多問題，國內外都有很多活生生的例子擺在我們眼前。那么，作為一個新一代的測繪人，您認為應該掌握哪些技能，具備哪些品質呢？

李建成院士：作為一個新一代的測繪人，首先要對相關技術的發(fā)展非常敏感。測繪地理是一個偏向于應用的學科，其發(fā)展趨勢依賴于很多領域的發(fā)展，所以一定要時時關注關鍵技術和相關領域的發(fā)展。測繪人也要像其他工科人一樣，具有嚴謹?shù)乃季S和過硬的專業(yè)知識素養(yǎng)。個人品質方面，我認為做一個測繪人一定要有職業(yè)責任感，做每一件事情，都要盡職盡責。這好比一組施工隊修建一棟大樓，工人們要做的是把大樓修得堅固，避免一切隱患，而不是去琢磨怎樣偷工減料鉆空子，這是最基本的業(yè)務素質和道德素質。我們測繪地理信息領域與國家的基礎設施建設息息相關，作為一個新一代的測繪人，做事情不能只為自己去考慮，而是要為群眾去考慮，要為我們后代實實在在考慮。新一代的測繪人，既要掌握現(xiàn)代的最新技術，也要理解傳統(tǒng)的技術，還能把握未來發(fā)展的趨勢，從而引領行業(yè)向好的方向發(fā)展。

記者：您的回答一定會令廣大有志成為測繪領域一份子的年輕人大受鼓舞。那么最后，您能不能給現(xiàn)在已經投身于測繪事業(yè)的年輕人一些建議呢？

李建成院士：我覺得做一件事情，就要真的熱愛這件事情，并做到盡善盡美。這一點，我們要向德國的制造業(yè)學習，它們做事向來是一絲不茍，兢兢業(yè)業(yè)。

再比如蘋果的前任CEO喬布斯，他擁有能夠將一件小小的東西的作用發(fā)揮到極致的能力。一臺蘋果的電腦如果價值兩三萬塊錢，鼠標也就值六百塊錢，但是，蘋果的鼠標各種手勢都有，使用起來極為方便，這其中就是凝聚了喬布斯那種追求完美的精神。

作為干測繪的年輕人，要先培養(yǎng)對測繪地理信息事業(yè)的興趣，愛上它，并盡力把它做到最好。

我國的基礎設施建設發(fā)展很快，往往今天說要修路，明天就開始挖，這有些太急于求成。我們中華民族是一個非常勤勞的民族，如果一年做一件事情，并把它做到最好，那么等上50年，肯定能立足于世界民族之林。