测绘遥感信息工程国家重点实验室,作为我国测绘地理信息领域重要的国家级科研机构,承载着服务国家战略需求、引领学科前沿发展的光荣使命。它不仅是汇聚顶尖科研人才的高地,更是产出重大创新成果的摇篮,持续推动着我国在地球空间信息科学技术领域的进步。
是什么?—— 国家级平台,前沿科技策源地
实验室的身份与使命
测绘遥感信息工程国家重点实验室(State Key Laboratory of Surveying, Mapping and Remote Sensing Information Engineering,简称SMLRS)是经国家计划委员会批准,于1989年开始筹建,并于1991年正式对外开放运行的国家重点实验室。其依托单位是蜚声国际的武汉大学,尤其是在测绘地理信息学科领域拥有深厚的历史积淀和卓越的学术声誉。实验室在国家科技创新体系中具有举足轻重的地位,被定位为国家在测绘遥感信息工程领域开展基础研究、应用基础研究和高技术创新的核心平台,旨在突破关键核心技术瓶颈,培养高层次人才,并为国家重大工程建设和经济社会发展提供战略支撑。
核心研究方向与学科布局
实验室围绕地球空间信息科学与技术的前沿,精心布局了多个核心研究方向,致力于构建全链条、多尺度的创新体系。这些方向紧密结合国家需求和国际学术前沿,主要包括:
- 地理空间智能与大数据: 专注于海量异构地理空间数据的智能获取、融合、分析、挖掘与可视化,发展人工智能在地理信息领域的理论与方法,构建智能化的地理信息服务平台,支撑智慧城市、数字孪生地球等应用。
- 多源对地观测理论与技术: 深入研究高分辨率遥感影像(包括光学、雷达、激光雷达等)的几何与辐射校正、目标识别与信息提取、三维重建与建模,以及多源遥感数据融合理论与方法,为地球表面信息感知提供精准数据支撑。
- 高精度定位导航与位置服务: 聚焦全球导航卫星系统(GNSS)精密定位技术、室内外无缝定位导航、惯性导航与多传感器融合定位技术,开发新一代高精度、高可靠、低成本的定位导航系统与服务,满足自动驾驶、智能交通、精确农业等需求。
- 时空信息获取与处理: 涵盖了航空航天测绘、地面移动测量、水下测绘等多种数据获取方式的理论与方法研究,以及三维激光扫描、数字摄影测量等技术的高精度、高效率数据处理与建模,以提升地理空间数据获取的自动化与智能化水平。
- 测绘地理信息共性软件平台: 致力于研发自主可控、高性能的地理信息系统(GIS)软件核心引擎与平台,构建空间信息基础设施,推动地理信息产业生态发展。
历史沿革与发展轨迹
实验室自筹建以来,始终秉持“开放、流动、联合、竞争”的运行方针。其成立之初,便汇聚了原武汉测绘科技大学(后并入武汉大学)测绘科学与技术领域的精锐力量。历经数十载春秋,实验室在历任主任和全体科研人员的共同努力下,实现了跨越式发展,从最初的测绘基础研究,逐步拓展至遥感、地理信息系统、全球导航卫星系统、人工智能等交叉领域,成为国家创新体系中不可或缺的重要组成部分。在我国载人航天、月球与火星探测、高分专项、数字中国建设等一系列国家重大战略任务中,都留下了实验室科研攻关的坚实足迹。
为什么?—— 国家战略与学科发展双重驱动
应对国家重大战略需求
设立测绘遥感信息工程国家重点实验室,首先是响应国家在经济建设、国防安全、社会发展等方面的重大战略需求。在过去和现在,我国面临着国土资源管理、环境保护、灾害监测与防治、基础设施建设、国家安全维护等诸多挑战,这些都离不开精确、实时、全面的地理空间信息支撑。例如:
- 国土安全与主权维护: 高精度测绘与遥感技术是维护国家领土完整、海洋权益、边防安全的重要技术保障。
- 资源环境监测与管理: 监测土地利用、森林覆盖、水资源分布、大气污染、气候变化等,为可持续发展提供科学依据。
- 防灾减灾与应急响应: 地震、洪涝、滑坡等地质灾害的快速监测、评估与应急救援,需要高效的地理空间信息支持。
- 重大工程建设: 三峡工程、南水北调、港珠澳大桥等超级工程的规划、建设与运行管理,都对测绘遥感技术提出极致要求。
- 新型基础设施建设: 5G、物联网、人工智能、大数据等与地理空间信息的深度融合,催生了对高精度室内外定位、智慧城市运营管理、数字孪生等新需求。
实验室正是为了解决这些国家层面的重大科学问题和技术瓶颈而设立,旨在提供原创性、引领性的科技解决方案。
引领测绘遥感学科前沿发展
其次,实验室的设立也是学科自身发展规律的必然要求。测绘遥感信息工程学科正经历着从传统测量到智能感知的深刻变革。随着传感器技术、计算能力、人工智能、大数据等交叉领域的飞速发展,学科前沿不断拓展。实验室作为国家级平台,肩负着引领学科创新、推动理论突破、发展新技术新方法的重任。它致力于:
- 突破理论瓶颈: 在多源异构数据融合、时空大数据分析、不确定性建模、地理空间人工智能等基础理论方面取得突破。
- 攻克关键核心技术: 解决高精度实时定位、高分辨遥感图像智能解译、三维地理空间信息快速建模与可视化等“卡脖子”技术问题。
- 推动学科交叉融合: 促进测绘遥感与计算机科学、信息科学、地球科学、人工智能等领域的深度交叉融合,形成新的学科增长点。
哪里?—— 武汉大学核心腹地
地理位置与依托单位
测绘遥感信息工程国家重点实验室位于中国湖北省武汉市,依托于历史悠久、声誉卓著的武汉大学。武汉大学地处中国地理中心,自上世纪50年代起便是全国乃至全球测绘地理信息人才培养和科学研究的重要基地。实验室的具体科研活动和管理运作主要分布在武汉大学的测绘学院、遥感信息工程学院以及计算机学院等相关院系,形成了紧密的学术生态圈。
实验平台与基础设施分布
实验室的物理空间和高端科研基础设施并非孤立存在,而是与武汉大学相关学院的教学科研平台高度融合、协同发展。其主要设施包括:
- 实验楼宇: 拥有独立的或与学院共享的现代化实验楼,内含各类精密测量实验室、遥感图像处理与分析实验室、地理信息系统开发实验室、虚拟现实与增强现实实验室等。
- 高性能计算与数据中心: 配备大规模并行计算集群、GPU加速计算平台、TB级乃至PB级存储空间,为海量地理空间数据处理、复杂模型模拟和人工智能算法训练提供强大算力支撑。
- 精密测量仪器设备: 购置了大量国际领先的测绘与遥感仪器,包括高精度GNSS接收机、全站仪、数字水准仪、地基激光扫描仪、移动测量系统、无人机载激光雷达(LiDAR)与多光谱相机、高光谱成像仪、高分辨率卫星遥感数据接收与处理系统等。
- 野外实验与测试基地: 在校内外设有多个野外实验场和测试点,用于进行实地测量、数据采集、新设备性能测试、定位导航算法验证等,确保科研成果的实用性和可靠性。
- 多媒体与沉浸式显示实验室: 配备大型拼接显示系统、沉浸式CAVE系统、VR/AR设备,用于地理空间信息的直观展示、交互分析与虚拟仿真。
这些先进的设施不仅为实验室自身的科研工作提供了坚实保障,也作为开放共享平台,服务于国内外其他科研机构和高等院校。
多少?—— 汇聚英才,硕果累累
高水平人才队伍规模
测绘遥感信息工程国家重点实验室拥有一支结构合理、梯队完整、国际一流的高水平科研团队。截至近期统计,实验室固定研究人员数量超过100人,其中:
- 中国科学院院士/中国工程院院士: 多名,他们是学科的领军人物和战略科学家。
- 国家杰出青年科学基金获得者: 数十位,代表着学科中青年学术骨干的中坚力量。
- 国家级教学名师、长江学者特聘教授、国家优秀青年科学基金获得者等: 大批,构成了实验室科研创新和人才培养的核心骨干。
此外,实验室常年招收培养大量的博士后研究人员、博士研究生和硕士研究生,形成了一支充满活力和创造力的科研生力军。每年培养的硕博士生数量达到数百人,为国家输送了大批高素质专业人才。
承担重大科研项目数量
作为国家重点实验室,SMLRS承担了大量国家级和省部级重大、重点科研项目。每年承担的国家级项目数量保持在数十项以上,其中包括:
- 国家“973”计划项目(或国家重点研发计划): 牵头或参与多项,解决国家经济社会发展和国家安全中的重大科学问题。
- 国家“863”计划项目: 曾牵头或参与多项,突破高技术前沿和瓶颈。
- 国家自然科学基金重大、重点项目和面上项目: 大批,支持基础研究和应用基础研究。
- 高分辨率对地观测系统重大专项、国家测绘科技专项等: 深度参与,推动我国空间信息获取与应用能力提升。
- 企事业委托项目: 大量,直接服务于行业和地方经济发展。
标志性科研成果与奖励
实验室科研成果丰硕,累计获得多项国家级和省部级科技奖励,彰显其卓越的创新能力:
- 国家科技进步奖、国家技术发明奖: 多次荣获一等奖、二等奖,在精密工程测量、数字摄影测量、地理信息系统软件、高精度GNSS定位等方面取得突破。例如,在数字摄影测量、自主可控GIS平台开发、激光雷达测量与三维建模等领域有突出贡献。
- 省部级科技进步奖、自然科学奖: 累计获得百余项。
- 高水平学术论文: 每年在国内外顶级期刊(如ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, IEEE TGRS, PNAS, Nature Communications等)发表SCI/EI收录论文数百篇,多篇入选ESI高被引论文。
- 授权发明专利: 累计获得数百项,多项技术实现产业化应用。
- 软件著作权: 登记数百项,其中包括多款具有自主知识产权的地理信息处理与分析软件。
这些成果广泛应用于载人航天、月球与火星探测、北斗卫星导航系统建设、汶川地震和玉树地震等重大灾害的应急测绘与灾情评估、南水北调工程建设监测、数字中国和智慧城市建设等国家重大工程与社会发展领域,产生了显著的经济效益和社会效益。
如何?—— 开放协同,创新驱动
科研组织与管理机制
实验室建立了高效、开放、灵活的科研组织与管理机制,以激发科研人员的创新活力:
- 学科交叉融合机制: 鼓励不同研究方向的团队开展跨领域合作,设立交叉研究项目,定期举办内部学术交流会和研讨会,打破学科壁垒,催生原创性成果。
- 开放课题制度: 每年设立开放课题,面向国内外科研机构、高校和企业公开招标,吸引优秀学者利用实验室平台开展前沿研究,促进学术交流与合作。
- 团队协作与考核: 实行以项目为导向的团队合作模式,明确各团队职责与目标,并建立科学的绩效评估体系,鼓励竞争、突出贡献。
- 学术委员会指导: 成立由国内外知名专家组成的学术委员会,定期召开会议,为实验室的发展战略、研究方向、重大项目遴选提供咨询和指导。
人才培养与队伍建设
人才培养是实验室的重要职责,通过多种途径构建高层次人才梯队:
- 研究生培养体系: 设有测绘科学与技术、遥感科学与技术、计算机科学与技术等多个优势学科的硕士点和博士点,每年招收大量研究生,注重培养学生的科研创新能力和独立思考能力。
- 博士后流动站: 设有博士后流动站,吸引优秀青年博士从事高水平科研工作,提供良好的研究环境和支持。
- 青年人才支持计划: 设立专项基金,资助青年学者开展创新性研究,鼓励他们承担独立科研项目,并积极推荐申报国家级和省部级人才计划。
- 国际化培养: 鼓励学生和青年教师出国(境)交流学习、联合培养,拓宽国际视野,提升国际竞争力。
国际交流与合作
实验室高度重视国际交流与合作,致力于打造全球地球空间信息领域的学术高地:
- 联合实验室与研究中心: 与德国斯图加特大学、美国俄亥俄州立大学、加拿大卡尔加里大学、澳大利亚墨尔本大学等国际顶尖科研机构建立了联合实验室或合作研究中心。
- 学术会议与访问: 积极承办或参与国际性学术会议,邀请国际知名学者来访讲学、合作研究;鼓励科研人员和学生参加国际会议,进行学术报告与交流。
- 人才互访与交流: 定期派遣骨干教师和优秀研究生到国外高水平大学和研究机构进行访学、研修;同时,也接待大量国际学者来实验室进行短期或长期访问。
- 国际合作项目: 承担或参与国际合作科研项目,共同解决全球性挑战,如全球气候变化、海洋环境监测、灾害预警等。
科研成果转化与服务社会
实验室积极推动科研成果从“实验室”走向“应用场”,服务国家重大需求和经济社会发展:
- 重大工程支撑: 将高精度测绘、遥感监测、地理信息系统技术应用于三峡库区移民监测、青藏铁路建设、汶川地震灾后重建、南水北调工程等国家重大工程。
- 产业化合作: 与国内知名地理信息企业(如超图软件、中海达等)和相关高科技公司开展深度合作,通过技术许可、联合开发、成果转让等方式,将自主研发的软件平台、核心算法和关键技术推向市场。
- 决策咨询服务: 为政府部门提供地理空间信息技术咨询和决策支持,服务于国土空间规划、智慧城市建设、自然资源管理、环境治理等。
- 科普教育: 积极参与社会科普活动,向公众普及测绘遥感信息工程知识,提升公众对地球空间信息的认知。
怎么?—— 日常运行与长远发展
对外合作与交流的途径
实验室在日常运行中,与外部机构保持着广泛而深入的合作:
- 政府部门: 通过承担国家各部委(如自然资源部、科技部、生态环境部等)的项目,参与国家标准制定,为国家重大决策提供技术支持和咨询。
- 企事业单位: 建立校企联合研发中心,签订战略合作协议,共同攻克产业技术难题,加速科研成果的工程化和产业化进程。企业可以通过技术合作、项目委托等方式,与实验室进行深度对接。
- 兄弟院校与科研院所: 开展学术互访、联合申报项目、共享实验平台和数据资源,共同举办学术会议,形成优势互补、协同创新的良好局面。
- 国际组织与机构: 参与国际地球观测组织(GEO)、国际摄影测量与遥感学会(ISPRS)等国际组织的活动,贡献中国智慧和方案。
科研平台的开放共享策略
实验室秉持“资源共享、协同创新”的理念,其先进的科研平台和丰富的数据资源并非仅限于内部使用:
- 仪器设备开放: 实验室的大型精密仪器设备,在满足内部科研需求的前提下,面向国内外高校、科研院所和企业提供有偿或无偿的测试、分析服务。
- 数据资源共享: 对于非涉密、可公开的数据集,通过建立数据共享平台,在符合知识产权和数据安全规范的前提下,向学术界开放部分数据资源,促进数据价值的最大化。
- 计算资源服务: 高性能计算集群也对外提供算力租赁或合作计算服务,支持大数据处理和人工智能模型的训练。
- 技术咨询与培训: 定期举办技术培训班,针对特定技术领域提供专业指导,帮助用户更好地利用实验室的技术成果和平台。
确保科研诚信与学术道德
实验室高度重视科研诚信和学术道德建设,将其视为科研工作的生命线:
- 规章制度建设: 建立健全了包括学术行为规范、科研经费管理规定、论文发表与署名规范、科研成果申报与奖励制度等一系列规章制度。
- 学术道德教育: 定期对研究人员和研究生进行学术道德和科研诚信的专题教育,强调科学精神和伦理规范。
- 监督与审查机制: 设立学术监督委员会,对科研项目申请、成果评审、论文发表等环节进行严格审查,杜绝学术不端行为。
- 举报与惩戒机制: 畅通举报渠道,对学术不端行为零容忍,一经查实,将严肃处理并进行公开通报,维护良好的学术风气。
通过以上多方面、具体化的举措,测绘遥感信息工程国家重点实验室不仅在科研创新上取得了举世瞩目的成就,也在人才培养、社会服务和文化建设上展现了卓越的典范作用,持续为我国乃至全球的地球空间信息科技进步贡献力量。