陈述彭院士回顾中国遥感与GIS发展史
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名词解释1、3S技术组成:“3S”,即RS、GIS、GPS的集成和综合,“3S”技术是RS、GIS和GPS技术的总称。
2、遥感(RS) :不与观测目标物体直接接触,运用遥感平台获取观测目标的从可见光到微波波段的电磁波辐射特征,并且成像来识别和区分地物属性,并探测其在空间上、时间上的变化规律的综合探测技术。
RS是英文Remote Sensing的缩写。
3、像元:栅格数据的最小信息单元,用一个像元大小来表示图像的分辨率,像元多少代表的地面范围的大小。
4、主动遥感与被动遥感:前者是探测器主动发射电磁波并接受信息。
后者是被动接受目标地物的电磁波。
5、辐射畸变与辐射校正:图像像元上的亮度直接反映了目标地物的光谱反射率的差异,但也受到其它因素的影响而发生改变,这一改变的部分就是需要校正的部分,称为辐射畸变。
校正就是通过简便的方法,去掉多余的程辐射,使图像的质量得到改善复原,称为辐射校正。
空间频率愈高,即目标愈小时,辐射误差愈大。
6、地理信息系统(GIS) :在计算机软硬件系统支持下,应用地理信息科学和系统工程理论,科学管理和综合分析地理数据、提供管理、模拟、决策预测预报等任务所需的各种地理信息的技术系统。
GIS是Geographic Information System的缩写。
7、全球卫星定位系统(GPS):利用多颗导航卫星的无线电信号,对地球表面某点进行定位、报时或对地面移动物体进行导航、追踪的技术系统。
GPS是英文Global Positioning System的缩写。
8、信息系统:能对数据和信息进行采集、存储、加工和再现,并能回答用户一系列问题的系统。
具有采集、管理、分析和表达数据的能力。
9、地物反射率:地物的反射能量与入射的总能量之比。
它与入射光的波长、入射角的大小以及地物表面颜色和粗糙度等有关。
10、监督分类:是根据已知试验样本提出的特征参数建立判读函数,对各待分类点进行分类的方法。
11、非监督分类:是事先并不知道待分类点的特征,而是仅根据各待分点特征参数的统计特征,建立决策规则并进行分类。
空间建模托起GIS未来邱观永编者按:GIS空间分析、建模、集成等是行业发展的几个重要方面。
纵观地理信息行业发展的思想史,国内外在这几个方面的研究有很大差别。
国外在GIS的研究深度和广度方面优于国内,在GIS的理念、传统、发展等方面也较为成熟,而近10多年国内GIS迅猛发展,目前也逐渐形成了自己的特色。
本期人物我们采访到了河海大学张晓祥副教授,张老师2012年起在网络上发表的GIS与空间分析地理学思想史系列文章在国内外引起了很大的反响,受到了地理信息界很多专家学者的广泛关注。
本期结合他的个人经历和海外背景,来聆听他是如何看待GIS行业的内外发展的。
张晓祥,男,1979年生,博士、副教授,硕士生导师,河海大学地理信息科学与工程研究所副所长。
1996-2000年就读于武汉大学摄影测量与遥感专业,获摄影测量与遥感专业工学学士学位。
2000年起攻读南京大学地图学与地理信息系统专业硕士研究生,2002年提前攻博,2006年1月博士毕业,获地图学与地理信息系统博士学位。
2012-2013年在美国亚利桑那州立大学(ASU)做访问学者。
目前主持或参与3项国家自然科学基金项目,并作为骨干成员参与多项国家863计划课题和国家支撑计划课题,出版译著1部,教材1部。
主要从事GIS、数字流域、空间分析、空间建模,特别是空间过程模型与GIS的集成研究。
记者:您带领的研究组以X-GIS理念开展相关研究,能为我们介绍下这种理念的优势在哪?有什么学术渊源?张晓祥:很多同行问我X-GIS是什么。
其实X-GIS是指地理信息系统(Geographical Information System)服务于专业建模领域相结合而形成的交叉学科。
其中,GIS代表以空间分析、遥感、计算机制图学、地理信息系统为核心的空间分析与建模技术;X代表专业建模领域,如海洋学建模、水文学建模、大气建模、植被/土壤建模、行为地理学、区域/城市建模、自然资源管理等领域。
遥感领域两院院士和中科院遥感所研究员遥感领域两院院士和中科院遥感所研究员陈述彭,中国科学院院士中国科学院遥感应用研究所,中国科学院地理科学与资源研究所研究方向:GIS及遥感应用被誉为中国的“遥感之父”。
中国遥感和GIS的开拓者。
20世纪50年代,积极推动中国国家地图集的编制.60年代倡导航空像片系列制图与计算机辅助制图.70年代致力于开拓遥感应用,组织自然资源与城市环境航空遥感实验.80年代负责研制中国资源与环境信息系统国家规范,筹建资源与环境信息系统国家重点开放实验室.著有《地学的探索》文集6卷(1990-2003),《石坚文存》(1999);合著《遥感地学分析》(1985,1990)、《地理信息系统导论》二种教材,主编《地球系统科学》及《遥感大词典》(1990)二种工具书;主编《地学信息图谱》(2001);主编《地球信息科学》(1997一)及《遥感信息》(1986一)两种期刊.徐冠华,中国科学院院士国家科技部原部长,原中科院遥感所所长研究方向:资源遥感和地理信息系统在卫星数字图处理研究方面,发展了边界决策、训练样地分析、图分类、图斑综合、生物量估测等的理论和技术,研制成功中国最早的遥感卫星数字图处理系统;发展了遥感综合调查和系列制图的理论和方法,领导编制了第一部再生资源遥感综合调查与系列制图技术规程,在分类系统、制图比例尺、技术流程、专题图种类等方面具有开拓性和创造性;领导的"三北"防护林遥感综合调查课题在空间遥感应用规模、技术难度和时间要求上均取得突破.童庆禧,中国科学院院士中国科学院遥感应用研究所,北京大学研究方向:遥感技术与应用早年从事气候学、太阳辐射和地物遥感波谱特征研究.在中国首先提出关于多光谱遥感波段选择问题,并在理论、技术和方法上进行了研究.主持了中国科学院航空遥感系统的研制,"七五"攻关中发展成为具有国际先进水平的"高空机载遥感实用系统".倡导和开展了高光谱遥感研究,在岩石矿物识别、信息提取和蚀变带制图方面取得突破.根据植被光谱特征研究发展的高光谱导数模型和光谱角度相似性匹配模型等为高光谱遥感这一科技前沿的发展与应用奠定了基础.李小文,中国科学院院士中国科学院遥感应用研究所,北京师范大学研究方向:遥感信息处理创建了植被二向性反射Li-Strahler 几何光学模型,奠定了地物二向性反射研究中几何光学学派的基础.在赫姆霍兹互易原理在地表遥感中适用性(尺度效应)研究方面,给出赫姆霍兹互易原理用于非均一像元二向性反射的约束条件.在普朗克定律在地表遥感中尺度效应研究方面,建立了适用于非同温地表热辐射方向性的概念模型,首创了普朗克定律用于非同温黑体平面的尺度修正式及一般的非同温三维结构非黑体表面热辐射在像元尺度上的方向性和波谱特征的概念模型。
中国科学院院士王之卓航空摄影测量与遥感专家。
河北丰润人。
1932年毕业于上海交通大学。
1939年获德国柏林工业大学工学博士学位。
武汉测绘科学技术大学名誉校长、教授 测垂直摄影光束仿射性变换》,对当时立体测图技术有重要价值区相对定向公式不足之处,提岀了精度更高的公式。
从理论上对航测成图方法和空中三角测量的 误差进行了分析,推演出各种方法的精度估算公式,为生产提供了理论根据。
60年代初,第《全数字化测图系统》。
1980年当选为中国科学院院士(学部委员)陈述彭地理学、地图学、遥感应用专家。
江西萍乡人。
1941年毕业于浙江大学史地系中国科学院遥感应用研究所名誉所长、地理科学与资源研究所研究员。
50年代积极推动我国国 家地图集的编制。
60年代倡导航空像片系列制图与计算机辅助制图。
70年代致力于开拓遥感应用,组织自然资源与城市环境航空遥感实验。
80年代负责研制我国资源与环境信息系统国家规范,筹建资源与环境信息系统国家重点开放实验室,曾任第一任主任、 设计黄河、长江中下游洪涝灾情评估信息系统,兼任中巴资源卫星应用分系统总设计师(1987 — 1992)。
90年代积极参与地球信息科学及全球变化及数字地球战略研究,著有《地学的探索》文集 4卷(1990 — 1992),《石坚文存》(1999);合著《遥感地学分析》 (1985,1990)、《地理信息系统导论》二种教材,主编《地球系统科学》及《遥感大词典》(1990)二种工具书;主编《地球信息科学》(1997 一)及《遥感信息》(1986 — )两种期刊。
曾参加编制《中国地形乌瞰图集》、《国家自然地图案》、 《卫星遥感分析图集》等地图集 10余种。
获国家自然科学二、三等奖和多次国家科技进步二等奖。
中华绿色科学特别金奖 (1992)、国家计委资源与环境学科布局论证金牛奖 (1992),当选为第三世界科学院院士,(1992)。
任国家环境保护总局科学技术咨询委员会主席、国家遥感中心顾问。
遥感影像解译技术的发展和趋势研究摘要:回顾遥感影像解译的发展历程,厘清遥感影像解译的基本概念及解译方法,在此基础上介绍了遥感影像解译技术在土壤侵蚀、长江口治理及地质灾害防治的应用并展望了今后遥感影像解译技术的发展趋势。
关键词:遥感影像;解译;概念;方法;应用遥感影像解译技术是随着遥感技术的产生而诞生的,传感器获取的数据必须经过处理和解译才能成为有用的信息。
遥感解译经历了从人工解译到半自动解译,正在向全智能化解译的方向发展。
一.遥感影像解译的方法1.遥感影像的目视解译目视解译是利用图像的影像特征(色调或色彩,即波谱特征)和空间特征(形状、大小、阴影、纹理、图型、位置和布局),与多种非遥感信息资料相组合,运用生物地学相关规律,进行由此及彼、由表及里、去伪存真的综合分析和逻辑推理的思维过程。
陈述彭先生曾肯定了目视解译方法,认为“目视解译不是遥感应用的初级阶段,或者是可有可无的,相反,它是遥感应用中无可替代的组成部分,它将与地学分析方法长期共存、相辅相成”。
然而,目视解译工作存在着一定的局限性:①要求解译者对解译工作有一定的经验;②工作效率较低;③主观因素大;④不能完全实现定量描述;⑤无法实现RS与GIS的集成。
2.人机交互式解译方法20世纪70年代起,随着Landsat陆地卫星发射成功,人们就开始利用计算机进行卫星遥感图像的解译研究。
最初是利用数字图像处理软件对卫星数字图像进行几何纠正与位置配准,在此基础上,采用人机交互方式从遥感影像中获取有关地学信息。
人机交互式解译优点:①实现了影像、数据和解译结果的对比和合成。
②全数字化操作,解译过程中可随时对很多图像模糊的区域进行信息增强,有利于解译判读。
另外,在解译和验证时可随时对解译图进行修改,克服了目视解译图修改困难的缺点。
③通过分析遥感影像的光谱特性进行影像的监督和非监督分类,实现遥感信息的半自动解译,提高解译效率。
在人机交互解译的方法中又提出基于影像光谱特征的分类方法,周成虎、杜云艳根据对水体光谱特征的分析,建立了有效的NOAA-A VHRR水体提取模型;陈铭臻根据对水稻和背景的光谱特征分析,建立了水稻种植面积的提取模型(TM4/TM1、TM4/TM3、TM4/TM2);Hel-mut Mayer通过对道路光谱知识分析,探讨了从遥感图像上提取道路的方法;Jinfei Wang,探讨了利用梯度方向剖面分析法从SPOT-PAN图像中提取新修道路,并将其用于更新城区GIS数据库中的道路网。
百花园地新课程NEW CURRICULUM一、地理信息技术的概况所谓3S技术即全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、遥感技术(RS)的总称。
因为三者常常集成为一个综合的应用系统,GPS进行实时定位,RS进行数据采集更新,GIS进行空间分析和综合处理等。
其实三者既相对独立,又密切关联。
3S在农业、工业、国防、交通、环保等众多领域得到广泛应用,并且不断拓展应用范围,取得了巨大的社会效益和经济效益,受到世界各国的重视和社会公众的关注,是当前IT界及相关应用行业的热门技术之一。
1.GPS是近年来高速发展的最具开创意义的高新技术之一,因其全球性、全能性、实时性、全天候的连续高精度导航定位、测速、授时等功能和技术优势,广泛应用于各个领域。
2.遥感(RS)是在高空或远距离处,利用传感器接受物体辐射的电磁波信息,经加工处理成可识别的图像或电子计算机用的记录磁带,揭示被测物体的性质、形状和变化动态。
遥感具有感测范围大、综合宏观的特点;信息量大、手段多、技术先进的特点;获取信息快、更新周期短、动态监测的特点;用途广、效益高的特点。
3.地理信息系统(GIS)是利用现代计算机系统和数据库技术,用以输入、编辑、分析、储存及显示空间及其属性的地理资料系统。
GIS能把图形管理系统和数据管理系统有机地结合起来,不但克服了数据库和图形系统各自固有的局限性,而且使二者的优势相联合,优势更加突出,功能倍增。
二、中学地理课程中进行地理信息技术教育的重要性目前3S技术是解决人口、资源、环境及经济发展等重大地理问题的重要手段和关键技术。
因此,《普通高中地理课程标准》要求:新的高中地理课程在必修、选修模块中必须介绍有关3S的知识,这是课程内容本身的要求。
随着科学技术的快速发展,地理信息技术也在不断更新与升级。
地理信息系统技术、遥感技术,以及全球定位系统都成为地理信息技术的重要组成部分。
教育改革的深入,使得地理信息技术成为高中地理教学的重要内容,同样也使其成为高中地理教学的重要辅助性工具。
彭望琭遥感概论第二版遥感技术是一种通过获取地面或大气中的电磁辐射能量,并对其进行接收、处理和解译的技术。
在现代科技的发展中,遥感技术在地理科学、环境科学、农业科学、城市规划等领域发挥着重要作用。
彭望琭遥感概论第二版是一本介绍遥感技术的教材,其内容丰富、准确,对于了解和应用遥感技术具有很高的参考价值。
本书首先介绍了遥感技术的基本概念和原理。
遥感技术主要通过接收地球表面或大气中的电磁波,通过不同波段的能量反射或辐射特性,来获取地物的信息。
通过对电磁波的接收和解译,可以获取地物的空间分布、形态特征、物质组成等信息。
本章还介绍了遥感技术的分类和发展历程,为读者提供了全面的概览。
接下来,本书介绍了遥感数据的获取和处理。
遥感数据主要通过卫星、航空器和地面观测设备来获取。
卫星遥感数据具有广覆盖、高分辨率等优点,可以提供全球范围的信息。
航空遥感则可以获得更高分辨率的图像,适用于局部区域的监测和分析。
地面观测设备则可以提供更高精度的数据。
本章还介绍了遥感数据的处理方法,包括影像预处理、特征提取和分类等技术。
通过这些方法,可以从遥感数据中提取出有用的信息。
第三章介绍了遥感在地理科学中的应用。
地理科学主要研究地球表面的空间分布和变化规律,而遥感技术可以提供大范围、连续性的地表信息。
本章介绍了遥感在地形测量、土地利用、环境监测、地质勘探等方面的应用。
通过遥感技术,可以获取地形高程、土地利用类型、环境污染状况、矿产资源等信息,为地理科学研究提供了重要的数据支持。
第四章介绍了遥感在环境科学中的应用。
环境科学主要研究自然环境和人类活动对环境的影响。
遥感技术可以提供大范围、长时间序列的环境监测数据,对于研究环境变化具有重要意义。
本章介绍了遥感在气候变化、水资源、生态环境等方面的应用。
通过遥感技术,可以获取全球气候变化、水体分布、植被覆盖等信息,为环境科学研究提供了重要的数据支持。
第五章介绍了遥感在农业科学中的应用。
农业科学主要研究农田生产和农作物的生长发育。
ESRI中国(北京)有限公司作者:来源:《中国计算机报》2009年第31期1991年,ESRI中国(北京)有限公司正式成立。
如今,作为中国地理信息系统协会副会长单位,“分享地理价值”已成为ESRI在中国的目标和使命。
通过分享40年的GIS经验,ESRI正在为中国GIS产业发展提供推动力,为中国GIS用户提供因地制宜的解决方案。
美国环境系统研究所公司(Environmental Systems Research Institute, Inc. 简称ESRI公司)成立于1969年,总部设在美国加州,是世界最大的地理信息系统技术提供商之一,在世界各主要国家均设有分公司或者代理,全球员工总数超过5000名。
作为GIS(地理信息系统)及地理空间技术软件公司,多年来,ESRI始终将GIS视为一门科学,并坚持运用独特的科学思维和方法,紧跟IT主流技术,开发出丰富而完整的产品线。
ESRI一直致力于为全球各行业的用户提供先进的GIS技术和全面的GIS解决方案。
多层次、可扩展,功能强大、开放性强的ArcGIS解决方案已经迅速成为提高政府部门和企业服务水平的重要工具。
全球200多个国家超过百万用户单位正在使用ESRI的GIS技术,以提高组织和管理业务的能力。
ESRI公司与中国的接触可以追溯到30年前。
1978年改革开放的第一个春天,ESRI公司总裁Jack Dangermond先生应中科院地理所陈述彭院士之邀,来到中国进行访问交流,并向中科院赠送了GIS代码,从此拉开了双方友好合作的序幕。
促进国内外广泛交流多年来,ESRI一直致力于全球GIS的广泛交流,将国外的先进技术、理念和应用引进到中国来,以提升国内的应用水平。
每年,ESRI都会组织国外的专家和学者来中国举办讲座、授课、讨论会等交流活动,与中国的高校、研究机构和用户分享GIS技术和应用的经验,同时,致力于将中国的经验传播到世界,使国外更加了解中国的空间信息应用情况。
缅怀陈述彭学术思想的教诲———陈述彭院士诞辰一百周年纪念陈昱 施曼丽(中国科学院成都山地灾害与环境研究所) 我们是1956年分配在中国科学院地理所(南京九华山)。
当时地理所设置三个学科组:自然地理学、人文地理学和地图学。
从1956年起,由学科组组建研究室,我们有幸分配到陈述彭任主任的地图研究室。
从此我们结下了半个多世纪的师生情谊,荣幸地成为他第一批学生。
陈述彭先生一生,胸怀坦荡,虽经风雨洗礼,他总是勇往直前,岁月雕琢美玉,终造就国之大器。
这和他的宏观探道、微观求实的唯物辩证法思想;他的勇于探索、不断创新的风格;他的不畏困难、敢担风险的开拓精神;他的诲人不倦、培植后辈的高尚情操等一系列的学风和人品分不开的。
引用世界著名哲学家歌德的一段名言,来概括恩师的一生,真乃实至名归。
辽阔的世界,宏伟的人生,长年累月,真诚勤奋,不断探索,不断创新,常常周而复始,从不停顿。
一、重温陈述彭先生学术思想的建树陈述彭先生学术思想的形成与发展,是在他长达半个多世纪从事《地学的探索》中,运用辩证唯物主义自然观,有机地将地理系统、地图学、遥感应用、地理信息系统、地球信息科学乃至数字地球领域,贯穿成一个整体,并将这门初见端倪、尚在发展、很有前程的一门“科学群”推向社会、推向世纪。
这就是他的地球科学“系统观”和“综合观”,他的这种科学逻辑思维逐渐形成他的学术思想。
他常给我们讲,现代科学技术的发展,从根本上改变了人类认识史的过程。
从亚里士多德的逻辑思维演进到培根的实验、推理和综合,把人们的思维过程、思维方式推进到一个新的发展阶段;由单项的认识事物、处理事物提高到系统地、综合地认识事物的高度;系统论和综合观的建立,是唯物辩证法在自然、社会和思维科学领域中的具体运用和发展。
他的这种辩证唯物主义方法和科学逻辑思维方式,以及他游刃有余的“系统论”“综合观”等,使他的科学探索境界,由必然王国向自由王国迈进。
正如恩格斯曾在他的自然辩证法论著中所说,“许多自然科学家,是通过自己的科学研究,逐步认识和走到唯物论和自然辩证法的”。
我国遥感的发展及应用随着遥感技术在国内的逐渐发展,其应用范围也在不断扩大。
在中国,遥感技术已经成为了生产生活中不可或缺的重要工具,广泛应用于农业、城市规划、地质勘探、水资源管理、环境监测等领域。
我国遥感技术的发展历程发展初期:20世纪50年代后期至60年代初期,中国开始使用遥感技术,主要用于农业科学研究和地质勘探。
这一时期的遥感技术主要是美国和苏联的航空遥感技术,大部分遥感数据需要从海外获取。
技术进阶:70年代以后,我国逐渐掌握了卫星遥感技术,同时也研制出了自己的遥感卫星。
1970年代初,我国开始设计“6401”卫星,这是我国第一颗遥感卫星,成功地进行了飞行试验。
1975年,我国研制出了“1号”卫星,开始实现遥感卫星数据的实时获取。
万里行长征:20世纪80年代中后期,我国推出了“万里行长征”计划,计划建设遥感应用系统,大力倡导遥感技术的应用。
其中,以地理信息系统(GIS)为核心的遥感系统,在城市规划、资源调查和环境监测等领域得到了广泛应用。
在技术方面,我国也开始研制多源遥感数据融合技术,提高遥感数据的综合利用效果。
技术完善:近年来,我国的遥感技术不断完善,研制出的高空间分辨率、高光谱分辨率和高时间分辨率的卫星,大大提高了遥感数据的准确性和时效性。
同时,互联网技术和大数据分析技术的不断发展,也为遥感数据的管理和分析提供了更为先进的工具和方法。
遥感应用领域农业:遥感技术可以通过获取植被信息、土地利用形态和土壤水文特点等数据,预测农作物产量、土地肥力状况、自然灾害风险等,为农业科学研究和农业生产提供支持。
城市规划:遥感技术可以通过获取城市更新、土地利用、建设用地变化等信息,实现城市发展规划及城市土地资源管理。
地质勘探:遥感技术可以通过获取地质构造、地貌地貌和矿产资源信息,实现地质矿产资源寻找和勘探。
水资源管理:遥感技术可以通过获取地表水和地下水分布、水质、水量等信息,实现水资源的合理利用和管理。
环境监测:遥感技术可以通过获取大气污染、水资源污染、土地污染等信息,实现环境监测和环境保护。
陈述彭院士回顾中国遥感与GIS发展史发信站: BBS 大漠孤烟站 (Sun Dec 30 17:05:07 2001), 站内信件1.方毅副总理说半年之内所有的新闻媒体为你开绿灯,要让全国人民知道遥感有什么用2.认识地球的三步曲3.凭想象绘出的中国地形鸟瞰图,后来发现与卫星拍摄的地球照片非常相似4.第一位被授予奥. 米纳地图科学奖中东方科学家5.中国地图学-遥感-地理信息系统(GIS)的主要奠基人6.追求科学与艺术统一的地图作品还有很多。
文后有很多精彩图象。
地学界有一位声誉卓著的院士陈述彭。
他用顽强的开拓精神,为中国地图事业创造出不凡的业绩;他编绘了中国地形鸟瞰地图集,在中国科学院创建了第一个地图研究室,第一个遥感应用研究所和第一个地理信息系统国家重点实验室,……他不仅研究地图科学,亦是中国第一个接触、开创遥感事业的人。
如今,陈述彭院士又提出了更高的目标,将遥感、地理信息系统、全球定侠系统和英特网综合集成在一起,倡导地球信息科学与“数字地球”战略研究。
琢磨地球形象,探索时空图谱陈述彭院士访谈录1999年气温骤降的初秋,中科院地理研究所的会议室外,细密的小雨夹着风送来一阵寒意,而室内却温暖如春。
上午9点,约定的时间刚到,精神矍铄的陈述彭院士就随着一群研究人员大声说笑着走了进来,直走到记者跟前才停下脚步。
尽管这位老者如今头顶上有着“中国科学院院士”、“第三世界科学院院士”、“国际欧亚科学院院士”、“法国地理学会荣誉会员”等等让人难以胜数的桂冠,尽管他在中国科学界特别是地学界名声很大,但他身上那种深入骨髓的自信、质朴和繁忙的特质,还是从他那健康红润、散发着锐气的脸色和眼神间不经意地洒落出来。
预定的采访被一个研究会议推迟了一小时,陈述彭院士不停地对记者道歉说,会议很快就完,很快就完。
记者(以下简称记):感谢陈先生百忙之中接受采访,您作为本刊顾问,一直是记者关注与感兴趣的热点,请陈先生简述一下您所从事的研究工作情况。
陈述彭(以下简称陈):我长期从事地理科学与环境工程调查研究,热带与城市地区环境遥感应用,建立洪涝灾情评估信息系统,致力推进我国地球信息科学,广泛涉及遥感应用、地理信息系统、电脑辅助专题制图与电子地图等。
我至今仍在资源管理、环境监测、生物量估算与全球变化方面做些力所能及的地学研究工作。
记:在我国地图学遥感地理信息系统(GIS)发展过程的几大步中,陈先生都是主要奠基人,如今又在推动地球信息科学的建设,为我国地学发展作出了重大贡献。
能不能请陈先生介绍一下在迈出学科发展这几大步中,当时面临的挑战和您怎样抓准关键问题的经验和感受。
陈:你提的这个问题很大,要说明的东西也比较多。
中国在50年代提倡发展人民的地图科学。
当时按中科院裴丽生秘书长指示,省区地图集要放卫星群,要学习苏联地图学的先进经验。
我觉得学习经验应有辩证态度,当时对照搬苏联的一套有些不同看法。
比如苏联的苔原分类有十几个图例,但水稻分类却只有两三个。
而中国的情形却不大一样,如按苏联分类就太荒唐了,应有自主意识。
当时对学习苏联持保留态度是“政治性错误”,只能在具体工作中坚持自主意识。
那时我只有一个学生,地理所的地图全是用穿孔卡片检索,当然更没有计算机。
我们的工作是从最基本的管理地图开始,建立图库。
这个图库曾经成为全国的第三大图库。
这些年,我工作的体验是:任何事都要从最基本的做起,最终才能做成一件真正的大事。
我1950年调进中科院,协助曾世英、方俊先生筹建地理所地图室。
嗣后,又随竺可桢、黄秉维教授参加了中国自然区划委员会及国家地图集编委会的工作。
在编制黄河流域规划图时,我收集到画有太平洋、印度洋沿岸地形的海图,这是我们国家的第一套海图。
那时朱德总司令到南京,我负责接待参观图库。
当时我像个中学生,给朱总司令介绍地图,朱老总说:“你不用介绍,我自己会看图”。
随后他就指出图库放图的木柜子不行,要换成铁柜,门也要换成安全门。
不久科学院按朱老总指示拨来5万元专款,图库设备很快变成当时全国最好的。
其实我的工作最早开始是搞自然地理,后来从搞地图研究发展到现在,都是国家的需要和领导的决定。
我在学科发展的几大过程中,最深的感受就是“人”,最大的困难也是“人”。
记得那时地理所招聘了25个初中生,25个高中生,又招了一批解放军的渡江英雄、南下干部来这里培训。
当时地图室的口号是进来的人每个人都要提高一个教育级。
但条件很差,只能自力更生,刚刚回国的三五个留学生就是骨干了。
这就是地图室的基础。
当然,那批招聘的人员现在也都已成为中国地理信息系统的骨干或高级工程师了。
地图室建立起来之后,第二步就是搞制图自动化。
因为用小笔尖画图太落后,十五六岁的姑娘进地图室工作几年眼睛全坏了。
我们的组织科学院的五个研究所的两个工厂,并借来杨世仁等五六位专业研究人员和技术人员一起搞。
地理所的制图自动化,如果没有兄弟单位的支持,光靠自己是搞不起来的。
我们当时做了3套仪器,跟踪的、扫描的、植字的都有。
1972年美国人看到我们的样机之后,回去很快仿制投产。
虽然我们的自动制图最终没有形成产业,却培养了大批人才。
制图自动化之后的第三步是搞遥感。
因为机器制图虽然比人工快。
但资料的缺乏又限制了制图的发展,利用卫星收集资料已成迫切问题。
1972年我到墨西哥开会,第一次接触到遥感,通过熊向晖大使反映情况,得到支持,外交部同意我延期40天回国,进行考察学习。
我回国后又马上建议组派20人的团出国考察。
这是中国第一次接触遥感。
1977年方毅同志又派我带考察团出去,主要目的是考察在没有卫星的情况下能不能搞遥感,我回来后的结论是:能。
方毅同志就交给我一个任务,说半年之内所有新闻媒体为你开绿灯,要让全国人民知道遥感有什么用。
其实当时瑞典、法国、英国的遥感应用已相当普及。
遥感的数据是海量的,光靠照片处理不行,要用计算机,这就必须建立地理信息系统了。
这也是我离开遥感所又回地理所的目的。
我那时是遥感所副所长,回地理所压力很大。
有人说你已是遥感界的一面旗帜了,又另立山头搞国家重点实验室,对遥感事业是一种损失。
所以开始遥感所都不支持,但后来大家理解了,说我当时的决定反而超前了一步。
那时幸亏有王之卓和周立三两位院士的支持。
王之卓说:“我是搞摄影测量的,地理信息系统是我们共同的归宿。
”周立三也说:“地理信息系统是实现地理科学区域性和综合性的最好手段。
”他们在学部大会上表示支持,这样计委才拨了专款下来,建起了第17个国家重点实验室。
现在想来,当初暂时离开遥感搞地理信息真是不易啊!有了地图、遥感、地理信息系统之后,我想应该提出一个更高的目标,这个目标工程界叫“三S”,我觉得还不严谨,“三S”是指遥感(Remote Sensing)、地理信息系统(GIS)和全球定位系统(GPS)三个英文词组里各找出一个S,这不符合英文缩写的习惯,也没有归纳出任何共性的科学问题,比如Network(网络)也很重要,但没有S就被排斥在外。
这就是为什么现在要提发展地球信息科学的缘由。
“我在大百科全书中说过一句话:地图是永生的。
”记:陈先生倡导建立地球信息的时空图形谱系,但懂得的人似乎不太多,能不能请陈先生扼要向读者介绍一下基本构想和原理?陈:一般自然科学都是如此,当大众都搞懂了,大概就变成技术或者工程了。
对一个科学的开创时期来说,不可能一开始就被社会理解。
假如社会从一开始就接受,这个创新就没价值了。
就像当初我从遥感所回地理所搞地理信息系统,那时候当家的老干部说“你别骗了我,我问过人们,什么是信息,信息是Information,它也可以翻译成资料,我多买几个柜子给你不就行了吗?”我在这里可以简要说说地学信息图谱。
这种地学图谱是体现地学现象的时序分布和空间差异的图,主要是用来帮助人们搞工程建设或战略设计的。
比如海岸的功能分区就可以构成一种图谱,这种图谱可以用来设计港湾,设计旅游点。
我国老一辈科学家李四光的“山”字形构造和“歹”字型构造就是一种图谱,竺可桢的气候区划图也是一种图谱。
再举个例说吧,比如黄河的摆动看起来像自由摆动,其实它就像一把琴弦,手指头按的地方总有节点。
黄河摆动,但这些节点不会摆动,把这些节点找出来,只要控制它们,黄河的摆动就受到控制了。
所以我说这种图谱是一种反映规律的东西。
它很简单,又很专业、实用。
记:地图在中国古代非常重要,比如荆轲刺秦王、张松献地图都搞得血淋淋的,但是现在地图已相当普及,这是不是说明地图的重要性正在降低?随着科学的发展和技术的进步,地图最终会消失吗?陈:地图不会消失。
我在百科全书里曾写过一句话,“地图是永生的。
”为什么这样说呢?因为人们对事物的认识有70-80%都要用眼睛去看,而地图是超越文字的符号,你可以看不懂文字,看不懂图例,但这并不妨碍你看懂地图。
地图虽不会消失,但要考虑它功能的漂移。
我在《信息流与地图学》一文里说的这种现象。
地图在原始状态,在16世纪以前,它本身就是信息的载体,人们把山山水水都画在纸上,只要带回地图,就等于带回了信息和版图,所以荆轲刺秦王和张松献地图当然会搞提血淋淋的。
但地图到了20世纪,这种现象就改变了。
人们从航空摄影里提取信息制作需要的地图。
当然这种航空摄影除了做地形图以外,还可以做成地质图、土壤图、地貌图等系列图。
而现在第三阶段又有了人造卫星,但所有卫星上的数据不一定都要做成地图,这些数据可以做成磁带、光盘,好多信息载体都已经不再是图了。
那么我为什么还肯定地说,有了卫星之后地图也不会消失呢?因为无论是航空摄影、地面信息或卫星资料,都是经过人的脑子消化的,现在叫做数据挖掘(Data Mining),即知识发现,你要从这一大堆数据里把你需要的信息提出来。
因此地图的功能已越来越接近读者了。
记:那您认为地理学家的出路在哪里?陈:有两条。
一是帮助搞地理战略的决策,即我们经常讲的生产布局、区域规划;二是搞地理工程,这在生产上很实用,像水利呀、农田呀。
地理学家现在最大的危机就是怕做“梁上君子”,上不上下不下的。
要想不做“梁上君子”,就必须搞地理现代化。
记:从您的工作经历不难看出,您是一个思想很超前的科学家,那你认为怎样才能实现这种“超前意识”?陈:我个人认为这主要有三方面的因素:第一是领导的决心。
如当时搞“两弹一星”,领导决定要搞就一定能搞起来。
再如当时建立地图室,领导决定了招聘人来培训,都能搞起来。
没有领导的认同,科学家的超前就只能是空想。
第二是社会的理解。
社会一般只理解技术和产业,而许多科学研究都不为社会理解,科学院和科学界的难处也就在这里。
现在有少数年轻人不知这种难处,而老一辈科学家特别珍惜和执着。
第三是科学家自身的素质。
有的科学家素质不高,特别是当官以后,他的学识就可能限制你这一学科的发展。
搞科学一定要承认别人的长处,不能自己不懂就不支持,现在科学界在这方面还有缺憾。