他推动了摄影测量领域的一次革命，使原来需用价值几十万元精密仪器才能完成的工作，现在只需一台计算机就能完成；中国三峡工程、被毁的阿富汗巴米扬大佛的三维重建等许多国内外著名工程都有他主持研制的全数字化自动测图系统的影子；他不仅是我国摄影测量学科领域的学术带头人，而且是我国摄影测量产业实现跨越式发展，并走向世界的开拓者之一。 他就是武汉大学教授、中国工程院院士张祖勋。 他70年代就开始了到90年代仍处于国际先进水平的数字化研究 张祖勋是新中国培养出来的第一批摄影测量与遥感学家。1960年毕业于武汉测绘学院航空摄影测量专业，后留校任教。1987年，当他的老师、我国摄影测量与遥感学科的奠基人王之卓院士提出“全数字化自动测图系统”的构想时，国内外许多人都觉得不可思议。由于当时技术发展的限制，多数人认为“底片是影像最好的信息载体”。王之卓先生的观点相当超前，直到上个世纪90年代初，还有人持怀疑态度。1992年在华盛顿召开的国际摄影测量与遥感大会上，一厂商举起一张航摄底片说：“这上面的信息量是100兆。”把底片转了一下又道：“数字影像能如此实时旋转吗？” 然而，当时作为王之卓得力助手的张祖勋却对老师给予了坚定的支持。他顶住各方压力，毅然开始了漫长艰辛的探索之旅。1979年，张祖勋领导的课题组开始了项目试验。那时，他们仅有的设备是一台上海产的TQ-16晶体管计算机，数据输入靠的是早已淘汰了的穿孔纸带，试验只能一个点一个点人工读数、记录、穿孔进行。工作繁琐，速度极慢，但认真得近乎固执的张祖勋始终不肯放弃。整整6年，到1985年初，课题组终于编制出“全数字化自动测图系统软件包”，其研究成果达到上世纪80年代国际先进水平，引起整个测绘界的震动。一专家说，在如此简陋的设备上作出这样的成绩，实在少见。 然而，张祖勋并没有就此满足，他又果断提出：“我们的研究成果从严格意义上来说还只是停留在理论阶段，我们必须做出能够应用的实际产品。”1986年，张祖勋又领导课题组开始研究“全数字化自动测图系统中间成果的应用”。又一个6年过去了，1992年6月，经过扩充与完善的全数字化自动测图系统软件——WuDAMS第三版诞生了，这是一个具有实用性的研究成果。 摄影测量是利用影像进行测绘的学科，它经历了模拟、解析、数字三个发展阶段，前两种方式测量仪器价格昂贵，测量人员工作量大、效率低。而张祖勋主持研制出的“全数字自动化测图系统”用计算机代替传统仪器，用计算机影像自动匹配代替人眼进行立体观测，实现了测图自动化，且精度更高，是摄影测量从理论到实践最彻底的革命。 这项由王之卓倡导、由张祖勋历时14年主持完成的全数字化自动测图科研成果于1993年获得国家自然科学二等奖。1995年11月，张祖勋当选为国际欧亚科学院院士。 他走了一条先国际化后国产化的与众不同的产业化之路 “一个科学家最大的幸福是出成果，而且成果被社会承认，转化为生产力，为社会发展作贡献！”这是张祖勋的幸福观。他为“全数字化自动测图系统”的产业化倾注了大量心血。他审时度势，决定走“先国际化，后国产化”的与众不同的产业化发展道路。 这个系统原来的英文名字是SoDAMS（数字化自动测图系统软件），他接受一位外国朋友的建议，给它改了个响当当的英文名字：VirtuoZo！在英文中含有“艺术家”、 “虚拟摄影测量”等多种意思。 1994年，张祖勋与澳大利亚合作，在澳大利亚黄金海岸首次推出具有我国自主知识产权VirtuoZo的SGI工作站版。当初谈判时，澳方要求1992年之前的知识产权属武汉测绘科技大学，1992年开始合作后，知识产权属“双方共同所有”。张祖勋据理力争一个星期，对方才同意在长达23页的合同上注明：“武汉测绘科技大学拥有版权！”正是这关键的一笔，才有了VirtuoZo的今日。 VirtuoZo，这个诞生在澳洲的“炎黄之子”，开始了它驰骋世界之旅。在1996年国际摄影测量与遥感学会的维也纳大会上，由美国Leica公司产品总监Walker先生、英国GLASGOW大学Petrie教授所作的特约报告称，“VirtuoZo是一个羽翼丰满、具有很多创新特点并正在参与全球竞争的产品。” 1996 年7月，Intel等国际风险投资者和武汉测绘科技大学联合投资在武汉成立了适普软件公司，研发出VirtuoZo微机版，并被广泛推广。 VirtuoZo在国内外的水利、铁（公）路、城市、电力、世界文化遗产保护等领域得到广泛应用。三峡工程早在1997年就开始应用，进行三峡坝区每年一次地形图的快速更新，制作三峡工程建基岩面影像图，用于地质素描和地质分析，制作高清晰大视野的全景影像图等；敦煌研究院将其应用于敦煌壁画保护；苏黎世高等工业大学利用VirtuoZo，对被毁前的阿富汗巴米扬大佛图像进行半自动量测，成功地实现了三维重建；德国、比利时用于处理CORONA卫星影像；英国用于处理ASTER立体卫星影像；韩国应用于数码城市……VirtuoZo微机版迄今共推广约2000套，遍布全球，产值超亿元。其推广获国家测绘科技进步一等奖、国家科技进步（推广类）二等奖。 VirtuoZo的推广和应用，彻底简化了数字摄影测量的仪器设备，改变了摄影测量的“贵族”身份。过去只有极少数院校能进行摄影测量教学，到目前已有约40所院校可以进行，且促使我国摄影测量生产方式完全改变，生产规模扩大，产值大幅度提高，促进了摄影测量生产的跨越式发展。 例如，四川省测绘局遥感院使用VirtuoZo后，价值上百万元的 OR-1（瑞士）等价格昂贵、体积庞大的传统摄影测量仪器进了博物馆，1998年到2002年五年中产量、产值提高10倍以上。 VirtuoZo在国际上声誉很高。在2000年国际摄影测量与遥感学会的阿姆斯特丹大会上，瑞士苏黎世联邦技术大学称，他们将国际上主要的三个摄影测量系统用于冰川的研究并进行了比较，发现VirtuoZo完成任务是最好的，也适用于起伏的地形；计算时间是最短的，比其它两个系统快一个数量级；三个系统中，在精度、速度、价格和易使用方面VirtuoZo都是最好的。2002年，国际摄影测量与遥感学会原主席、东京大学教授村井俊治在日本《测量》杂志撰文《中国的ＩＴ行业登陆日本》称：“最先商品化的软件是张祖勋教授开发的利用数字影像匹配进行数字摄影测量的软件名称叫VirtuoZo，这个软件就是一个数字摄影测量的优秀产品。我想我们已经到了该向中国学习的时候了。” 他不断探索和创新，拓展了数字摄影测量应用的新领域 张祖勋常对学生和助手讲自己1976年在瑞士著名测绘仪器厂学习时遇到的一件小事──有人指着一台航测仪器上的螺丝对他说：“中国造不出这样精密的螺丝！”张祖勋说，这件小事给他的启迪是，只有严谨的治学态度才能出好成果、好产品。正是凭着这份严谨认真，张祖勋取得了一个又一个丰硕的成果。 他系统地提出并实现了对精密光机的模拟测图仪，引入计算机控制，进行解析化的技术改造，为摄影测量的发展迈出了重要的一步。他系统全面地发展了摄影测量的理论，在数字摄影测量理沦、影像匹配的理论与方法等方面取得了突破性成就。 他不断探索、创新、拓展数字摄影测量应用的新领域： 他将数字摄影测量与最小二乘法理论完美地结合起来，将基于“点”的摄影测量拓展到“直线、圆、直线＋圆弧”。与日本Amtech公司合作，解决了他们对加工零件（板金件）一直进行人工检测的问题，实现了高精度、自动量测。 他将航空影像“匹配”的理论扩展到多比例尺、多光谱段的遥感影像，实现了它们之间的高精度自动配准，每分钟可识别3-5万个同名点，完全改变了用人工找控制点，速度慢、精度低的现状，解决了多源遥感数据融合的关键技术。 他提出了利用正射影像与“立体配对片”构成“工程设计三维可视化平台”，使设计人员能够在“三维实地模型”上进行设计、规划，增加了工程设计的“可视化”。电力设计部门已经应用该平台进行输电线路的设计，将选线、断面采集等功能集于一体，直观、高效。 他提出将“全站仪”与“量测数码相机”集成在一起，构成“摄影全站仪”，使数字近景摄影测量在工程测量中开创了新的应用领域。 他提出多航带“视频测量”，通过日本东京的“银座”等地的试验，获得了日方“想象不到的效果”，为建立数码城市开创了全新途径。 他撰写论文、著作100余篇（部），被SCI、EI、SITP检索20余篇（部）。 他注重人才培养，特别是对研究生的培养，既循循善诱，又严格要求。已培养研究生50余名，目前在读博士生12名。 如今，66岁的张祖勋院士依然行色匆匆，他正忙于在学校筹建摄影测量与计算机视觉实验室，想将数字摄影测量的理论拓展到国防、近景摄影测量与数码城市等领域进一步应用。 |
