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[新华社]刘先林院士——思维像风儿一样自由

央视国际 www.cctv.com  2007年08月05日 18:48 来源:

思维像风儿一样自由
——记摄影测量与遥感专家、中国工程院院士刘先林

刘先林近照 (新华网 赵世俊摄) 

    新华网北京8月5日电(记者朱玉、万一)中国工程院院士刘先林,中国最著名的摄影测量与遥感专家。别人谈起他,会嘻嘻一笑:那个人哪,真是个好老头。然后谈论他的人还会补充,“也是个怪老头。”

    刘先林听到别人的议论,无论好坏,只是微笑着为自己辩解:“我不怪啊,很和蔼可亲,群众关系很好。”

    从小,刘先林妈妈就说,这孩子一说话就笑。如今,68岁的老人了,刘先林依然是一双笑眼,不说话时,也在笑。

    同为测绘界的院士,刘先林几个古稀之年的同行用四个“不”评价他:不循常规,不拘一格,不善言辞,不修边幅;但,是一个奇才!

    刘先林听了,眯眯笑:“准确!”

不循常规

    中国测绘科学研究院的同事还记得刘先林的第一次大规模创造,那是他们卖出去的第一台设备。

    那真正是一次不循常规的搬运:当时没有经验,研制生产都是在楼里完成的,没想到做好后根本没法往外运——设备实在太大、太沉了。

    为了把这台正射投影仪运出楼去,中国测绘科学研究院的一面墙被砸开了一个大洞。

    正射投影仪是当年农业普查急需的一种先进的测绘仪器,从国外进口每台需要200万马克,刘先林他们研制它只花了57万元人民币。

    刘先林从事的测绘专业是一个让外行人摸不着头脑的行业,依专业人士的解释,测绘是客观地表述地表地理信息的工作。但几乎每一个人都“享受”过测绘的产品之一——地图。刘先林因此说,他干的是让人把美丽的地球搬回家的工作。

    刘先林投身到这个专业时,中国的航空测量精密仪器百分之百依靠进口设备,直到1985年出现了明显的分水岭:中国人刘先林及其科研小组研制的正射投影仪问世。

    后来,刘先林他们在楼外面支起了木头架子,还调来了一台升降机,总算把这个大家伙运了出去。

    在刘先林的创造历史上,除了1985年这个重要的年份外,还有时隔20年后的2005年,在这一年,中国摄影测量大型仪器设备的国产设备使用率为95%,而且设备已经向发达国家出口。

    测绘界使用的都是高级精密的设备,从这种设备的纯进口国到出口国,从测绘界的弱国到在世界航空摄影测量方面居世界领先,内行人评价,刘先林在其中起了革命性的作用。

    无论是多么艰深的科学,都可以用最简单的东西来表达。刘先林从事的摄影测量专业,关键的只有两点:图像获取和图像处理。在这两点上,刘先林既研究硬件又研究软件,横跨光学、电学、机械、仪表、计算机诸多领域。

    刘先林不讲究吃,也不讲究喝,单单讲究空气流通。对于呼吸新鲜空气,他不将就。

    即使在北京冬天凛冽的寒风中,他家里的窗户也处于洞开状态;办公室来了客人,刘先林让座,然后一跃而起:“开窗,通风!”将已经打开的窗子开到最大,门也敞开,然后满意地坐下:“这样好。”

    办公室调整,刘先林唯独对走廊尽头的一间办公室情有独钟——因为这间办公室的门靠近走廊窗子,他可以尽情地让空气对流。

    为此,刘先林拒绝在分配给他的套间办公室里间安坐,但逢有人找他,刘先林就端坐在外间把门的办公桌上,从推门可见的高高两摞书之间昂起头。

    空气里有充足的氧气,刘先林的科学思路方可以自由而来,随时驾风而去。思维如风一样来去,是刘先林创造的源泉,而创造是刘先林的生命。

    就是在这样的富氧环境中,刘先林研究出来JX系列解析测图仪,这个专攻图像处理的系列设备,成了国外产品独占中国市场的终结者:JX-1,开始从国外产品手中夺取国内市场;JX-3,被国内国际同行用来改造国外同类产品,很快在国内大面积推广,批量出口国际市场,创经济效益上千万元。JX-4及其配套产品,已经是全数字化摄影测量系统。戴上特别配备的眼镜,在电脑屏幕上普普通通的高山、河流、房屋,就不再是平面的,而是变得高低起伏。刘先林说,这样可以让测绘人员在办公室里也能感受到野外真实的场景。有了这套设备,可以通过航空照片、卫星照片,把地面模型原封原样搬到室内来。以前艰辛的野外测绘工作,现在坐在电脑前就能完成了。

    现在,刘先林的目光又转向了图像获取的关键点,可以直接快速获取影像并记录于硬盘的数字航空摄影仪已是刘先林研究成果中的“待嫁新娘”。

    国家科技进步一等奖是对科研工作者业务水平的最高褒奖,它最主要的奖励对象是中国原创的有自主知识产权的科研成果。几十万人的中国测绘界一共只获得过两次,但这两次得主都是刘先林。

    刘先林是一个喜欢“动手”的人,这个“动手”指的是动手能力。

    他的儿子至今还记得爸爸对自行车的改造,儿子称之为“经典设计”。这个设计让孩子坐上了带跨斗的自行车。

    单位的同事则几乎都知道刘先林的三轮车。那是上个世纪80年代中期,刘先林对自己新买的三轮车车型不满意,就依照自己领悟的原理来改造,车把的位置往后延伸,座位往后移到货厢上,改造后的三轮车,驾驶者坐姿低,心脏与脚的高差小,几乎是半躺着骑。当年的刘先林,就以这样奇怪的姿势往来于位于北京长安街附近的单位和家之间。

    更老的职工还知道刘先林拆半导体的故事:在一个月挣几十元工资的时候,刘先林居然花大价钱买了当时的奢侈品——半导体收音机,然后把它拆了。

    知道这个故事的,往往还会了解,在“文革”中,中国测绘局的解散把刘先林之类的科研人员打发到工厂去。在很多人打牌聊天闲度光阴的时候,刘先林在车间学会了工人师傅的本事:车、刨、铣、钳各工种,他样样拿得起来。

    刘先林如今在测绘界纵横捭阖,人们去回忆他以往的日子时,才会惊讶地发现,刘先林原来曾如此努力地涉足一切他觉得有用的知识,甚至于极为富有前瞻性地学习,比如当年大家都觉得没用处的计算机,刘先林竟然在全北京没有几台计算机时,凌晨在别的单位上机,为此,他前半夜就要去排队等候。

    极为宽广的知识面、强烈的学习欲望、出众的动手能力、奋发努力的精神、对于科学的奇思妙想,搅拌在一起,在科学的春天到来之际,发生了剧烈的“化学反应”。

    这个“化学反应”叫做——创造。

 刘先林为来参观的测绘先进工作者介绍科研成果(资料图片)

不拘一格

    刘先林当年由于好奇而误入测绘这个用各种方式描绘锦绣山河的工作。

    报考大学时,武汉测绘学院的航空摄影测量专业中有“航空”二字,随风而翔对一个男孩儿来说是多么好玩的事!

    直到刘先林毕业实习时,拿着红白相间的测杆跑到山上测图,他才知道这个与荒郊野岭打交道的活儿,并不那么好玩。也直到这时,他也才明白学校的录取通知书上,为什么祝贺被录取的测绘专业学生,称他们为“幸福的使者”——测绘的人一来,这个地方就要搞建设了,有了建设,当地的老百姓生活好了,还不幸福嘛?

    但测绘的性质也决定,他注定是一个给人幸福的先行者,而不是幸福的最先品尝者。

    在刘先林学习测绘时,测绘专业是一个非常冷门的专业,学生几乎全靠调剂而去,而在刘先林功成名就时,中国已经有130多个学校开设测绘专业,在大学生工作难找的今天,测绘专业的学生供不应求。

    对这一点,刘先林很满意:这说明我们国家地表变化太快,像城市的扩张、道路的新建,几个月不进行一次航拍,数据就会落后。

    同样供不应求的还有刘先林为测绘研制的设备。谈到程序和设备更新之快,敏行讷言的刘先林频频说:“10年就是一个博物馆。”

    全世界的测绘人员分别测绘的是不同的国土,但全世界的摄影测量都走了一条共同的路,被本行的人称为摄影测量三部曲。20世纪50年代的航空测量靠的是光学机械仪器,称之为模拟法;70年代,电脑用起来了,人们公推之为解析法;90年代,全数字化在全球范围内兴起,业内人士冠名为数字摄影测量。

    刘先林及其科研伙伴们用风一样的速度追上了世界航空摄影测量的第一阵营,把测绘行业的手绘中国推向了数字中国,靠的并不仅是笔头子和纸片上的功夫。

    与有些科学家相比,刘先林的确不同:他除了具备把头脑里的知识转化为原创科研成果的能力,还具备把科研成果转化为产品的能力,他更具备把产品推向市场,让市场认可的能力——刘先林几年就研究出一个大的科研成果,所有的科研成果这些年来没有一个变成保险柜中的常驻图纸,而是全部转化为产品,并为市场热切接受。

    地图具有各式各样的比例尺。一比五百比例尺的地图,地图上可能体现的只是局部地区的几栋楼房;而比例尺为一比四百万的地图,整个中国就能跃然一张纸上。

    上世纪80年代,由于中国经济建设快速发展,经济发达地区需要测制大量的1:500比例尺地形图,全国又逐步开展地籍测量。地籍测量要求精度很高,而且其结果不但要绘在图上,还要以数据形式存入计算机或打印出来。这些要求,老式仪器都不能达到。为此,刘先林开始了JX-3解析测图仪的研制工作。

    这是一种用来把航空相片转化为高精度地图的精密仪器,可以进行1:2000等大比例尺地图制作和地籍测量,在不增加仪器成本的前提下,实现了数字测图过程,并在计算机上实时显示,从而满足城市规划和公路建设等需要,是当时国家需要量很大的航空测量业的主力仪器。刘先林取得了成功。

    如果说,别人与刘先林第一个能力还可以存在竞争可能,那么,后两个能力确实让刘先林在科学家的群落里卓尔不群。为此,他甚至公开对那些只能把科研成果锁在柜子里、不能转化为生产力的科研人员表示不满:“那不是拿老百姓的钱证明自己正确吗?”

    在刘先林看来,厨师做饭是让人吃掉的,科研人员研究是要让生产第一线用上的,如果科研人员从国家那儿拿来钱,只为了自己纸上谈兵的科研项目,然后在鉴定会后就刀枪入库,那不等于“厨师精心准备的每一顿饭都不让人品尝,只让食客看看菜肴的精美,然后就倒掉嘛。”

    刘先林质疑,一个厨师一生做的饭都没有人吃过,那叫什么厨师?一个科研人员,一辈子的研究成果都没有用上的,在现实中却有很多很多。而他自己被人注意,只不过是因为每个研究成果都被用上了,“那不是很正常吗?”

    刘先林甚至有些激烈地反对年轻人把有限的时间用于背只是为了考学位才能用上的英语单词,他崇尚的是那种一竿子插到生产第一线、实践中缺什么自己就研究什么的科研作风,是既能动手也不怕动腿,更能动脑的苦干,是真正意义上的创新,做以前没做过的事情,而不是重复已有的东西。

不修边幅

    刘先林最喜欢说的一句话,就是“直奔主题”。

    他在生活中就是直奔主题的态度:泡茶用的不是杯子,是一个塑料大茶壶,没有壶盖。茶壶大,是因为一次可以倒很多水,用起来方便,而碍事的壶盖和过滤茶叶用的东西,被刘先林“直奔主题”地扔掉了。

    书柜的玻璃被“直奔主题”地取掉,书籍自由自在、无遮拦地立在柜子里。

    在刘先林脑子里,无论是自己还是产品,都没有花花草草、华而不实的程序,实验时,他戏称自己是“胶布工程师”,用胶布粘贴就解决了一些简单的问题。

    在研制JX-3解析测图仪时,刘先林又发扬了他直奔主题的一贯风格,特意邀请生产单位的作业员来参与,生产作业需要什么功能,他就在仪器上设置什么功能,因为刘先林认为:“需要是发明之母。”

    刘先林产品的用户们评价他的产品:看上去不那么漂亮,但是实惠、好用、细致、功能强大。

    刘先林生活中最基本的享受之一,就是去北京郊区的香山吸氧——那里的茂密树林很符合刘先林对富氧环境的热爱。

    他也把自己对清新空气的热爱转达给自己的两个孩子:孩子们要考试前,刘先林带着孩子、扛上凉席来到野外,把凉席摊在树下,让孩子读书。

    对创造、空气和舐犊之情这几个生命中最重要的东西,刘先林把它们撮成一堆儿,用数学中的合并同类项方法来表达:到野外呼吸新鲜空气后,各种促进他科研发明的奇思妙想就像自己的儿子一样,在远处亲热地向他招手。

    我国科技界申请课题,大多数情况先论证国外如何如何,跟踪型的研究比较容易申请立项,创新型的则比较难。刘先林很少去关注某个课题是不是国外研究的热点。他说:“我从事研究的项目,总是从国家需要出发,从测绘生产的需要出发,从不考虑做这个项目自己能拿多少钱。”

    也许是用心专一的人都有的特点吧,他们需要用纯粹的心去做纯粹的事,其他问题在他们看来可以予以最大程度上的忽略,与很多专心致志的人一样,刘先林是一个十分不修边幅的人。

    同事指点着资料图片上的刘先林,刘先林专注的神情和他穿的毛衣线头在照片上清晰可见——刘先林的毛衣永远是今天正着穿、明天反着穿。他甚至没有精力去关注脱下来的毛衣是反是正,一根线头,总是今天在里面、明天在外面,探头探脑地见人。

    国家测绘局领导有一次到研究院调研,车子快到研究院时,看见前面一个白发老头,一边裤腿高、一边裤腿低,蹬着辆三轮车,正好在小车前面走,到了研究院门口时一下子就拐了进去。这位领导心想,测绘科学研究院怎么进去一个收废品的?

    赶上去一看,是刘先林。

    即使是见大领导,刘先林也不改本色,光着脚穿着一双至少大两号的皮鞋。在他看来,鞋子是否合脚和衣服上是否有点油渍,都不那么重要,抓事物关键在抓本质,一个科研人员的本质是创新和成果。

    刘先林心中对创造力有大思考。采访时,只要记者让他随意而谈,他准会围绕着国家和民族的创新能力侃侃而谈,没有看上去四平八稳的大道理,全是与他质朴外表相称的大实话,滔滔不绝。

    为了说明自己心目中的创新型国家,不善言语的刘先林甚至经常急出有些哲理的话:一个民族不能只有传递知识的能力,没有生产知识的能力,中国人应该是有创造力的。

    他的同学、一位两院院士说,自己是传统的,写一堆文章,带一群学生;而刘先林是基层的、快速的、简捷的,几乎不写科研文章,也不去考学位,更不去考虑自己科学家的身份与衣着是否相配。但是,刘先林在不停地思考和创造,从不间断。

    曾在国家测绘局外事办工作的人说,刘先林会见外宾时衣着不考究,开始觉得他不太讲究涉外礼节。时间一长,了解了刘先林的人品和技术水平后,外事办的人说,刘先林给中国人争气,争气不在外表。

    刘先林去学驾照,看着他土里土气的样子,驾校师傅们怕影响自己的教学成绩,没有一个愿意带他。最终通过抓阄确定,抓到的人直喊倒霉。但谁也没想到,他学车非常快,比其他学员快得多。

    刘先林的同事说,许多人都会犯驾校师傅那样的错误。用世俗的眼光去看衣着不体面的刘先林,那一定会看走眼。用常态的思维看待刘先林,更会觉得难以理解。但是与他接触较多的人都知道,刘先林不仅是有真才实学,思想上更是有境界。

    记者曾经戏问,如果各行各业都有刘先林这样一个人,中国会是什么样?

    他的领导和同事马上正色:那,还了得?那才真正是创新型的中国。

    名词解释

   摄影测量与遥感: 摄影测量与遥感是目前最常用的地形图测绘的技术方法。

    摄影测量是利用空中飞机、卫星等平台对地球表面进行空中摄影,并通过摄影的影像解译和量测拍摄物体的性质、形状、大小、位置等。摄影测量是经典的地形图测绘方法。遥感是利用物体对电磁波的反射和辐射等特性,从远距离、高空的飞机、飞艇、气球或者外层空间的卫星平台上的传感器,接收目标物电磁波信息,经处理、分析后,识别目标物,揭示其几何、物理性质和相互关系及其变化规律的现代科学技术。

    测绘:测绘是指对自然地理要素或者地表人工设施的形状、大小、空间位置及其属性等进行测定、采集、表述以及对获取的数据、信息、成果进行处理和提供的活动。通俗地说,测绘是“测量”和“绘图”的总称,测绘的对象一般是地球表面,“测”是进行地球表面信息的获取和处理,“绘”是对这些信息进行表达,最常见的表达方法就是地图。形象地说:测绘就是将地球表面的信息描述到纸质和计算机。

    正射投影仪:将存在投影偏差的中心投影航空相片,进行微小面积单元逐单元纠正,产生正射投影影像的仪器。

    JX系列解析测图仪:解析测图仪是一种集光、机、电、计算机软硬件于一体的高技术精密航空摄影测量仪器,依据相片像点与相应地面点的数学关系,通过计算机数学解算,测制大、中比例尺地形图和数字高程模型(DEM)。刘先林院士将所研制的三种型号解析测图仪命名为JX系列解析测图仪。

    全数字摄影测量工作站:全数字摄影测量工作站是基于数字影像与摄影测量的基本原理,应用计算机技术、数字影像处理技术、影像匹配、模式识别等方法,提取航空、航天遥感影像中物体的三维空间数字信息,进行摄影测量处理以获得地形图的摄影测量仪器。

    全数字摄影测量系统:全数字摄影测量系统是以全数字方式对航空、航天遥感影像进行摄影测量处理、数据管理和成果制作、输出的软硬件系统。全数字摄影测量系统一般由高精度影像扫描仪(或数字航空影像)、全数字化摄影测量工作站、大容量存储设备、大幅面高分辨率的图形、影像输出设备等组成。

    数字航空摄影仪:数字航空摄影仪是在飞机上对地面照相用于地形图测绘的精密数码相机系统,由多台(或单台)数码相机经过精密相机检校和拼接,集成GPS接收机、数字罗盘、航空摄影控制系统、地面后处理系统组成。

    地籍测量:它是以地籍调查为依据,以测量技术为手段,精确测出各类土地的位置与大小、境界、权属界址点的坐标与宗地面积,编制地籍图。

    拟合等高线函数:拟合等高线函数是对离散高程点进行拟合处理,形成以高程相同的点所连成的曲线——等高线的数学公式。

    示波器:示波器是利用电子示波管的特性,将人眼无法直接观测的交变电信号转换成图像,显示在荧光屏上以便测量的电子测量仪器。

责编:常颖

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