现代地图学的发展与展望

现代地图学的发展与展望

河南省郑州市。2006年10月26日，一个秋日的午后。我们来到解放军信息工程大学测绘学院，采访出外进行学术交流归来不久的中国科学院院士、该院博士生导师高俊教授。高俊教授是一位将军院士，一身戎装的他显得十分干练。教授鹤发童颜，精神矍铄。在他简陋的客厅里，这位谦和而慈祥的长者，把我们领进了他钟爱的“地图王国”。谈起测绘事业，教授睿智而博学，很难让人把眼前这位思维敏捷、精力充沛的将军学者和七十有三的年龄联系起来，倒是教授乐观的心态、积极进取的精神，常常让我们这些年轻人为之感动、振奋。这个国内外知名地图学专家，我国地图成果和作品的权威评论家，把自己全部精力都献给了测绘事业，在他的卓有成效的探索下，我国地图学发生了质的飞跃，走进了一个崭新的时代，并在国家经济建设、军事斗争准备中正发挥着越来越重要的作用。长期从事地图学的教学和科学研究，高俊教授在理论地图学、数字地图及地理信息工程方面都有很深的造诣。他多次主持和参加我国多种大型地图集和地图的论证、设计工作，在国内外享有很高声誉。1999年，当选中国科学院院士。高俊教授把地图读者与地图看作是一个信息交互的整体，提出地图是空间认知工具和图像思维工具的新论点，率先进行了地图空间认知理论的研究，开创了地图学研究新领域，并使我国在这一领域的研究始终处于国际领先水平。他重视地图学前沿理论与技术的研究和开发，在引导地图学发展、促进传统技术向信息化转化方面取得了显著成绩。上个世纪80年代初，高俊教授将计算机技术引进并融合于地图学之中，由此实现了地图制图由手工方式向计算机制图方式转变；上个世纪90年代，他又将虚拟现实与数字地图技术相结合，把真实战场搬上了屏幕，实现了指挥员可走进地图“实地勘查”的梦想，并由此创建了战场环境仿真工程专业方向。进入21世纪，高俊教授将网格技术引进了地图学与地理信息系统，为地图学的发展指明了方向。高院士又适时提出了军事测绘的主动服务观，这一观念在军队信息化建设中产生的积极影响正日益凸显。计算机地图图学的诞生与超越敢于创新，敢于否定自我，哪怕是曾经引以自豪的东西，我们才能有所突破，才能不断地站到新的制高点上。高俊院士认为，搞科研，一定要有世界眼光，要放眼全球，我们才能海纳百川，才能站在潮头唱大歌。高俊教授正是具有这样的眼光和魄力，才让一门传统学科走向“新生”的。我们还是从“军事地图制图学”这门传统学科说起。上个世纪40年代末，一支训练有素的测绘小分队悄然出动，他们身背三脚架、肩扛水准仪，深入到硝烟弥漫的战场前沿，绘制出了一幅幅作战急需的地图。“军事地图制图学”作为战争急需的一门专业，于1946诞生在东北战场一个偏僻小乡村里，它培养的专业技术人才一出课堂就上战场。这个专业也就成了解放军测绘学院的前身，作为这个学院的主打产品，担负着为我军培养和输送军事地图制图专门人才的任务。1952年，高俊作为新中国成立后国家招收的第一批本科生来到了这个学院，就读于这个十分热门的专业。他以优异成绩毕业后留校当了一名教员。从此，他和这门学科结下了不解之缘。在他和这门学科众多教员的共同努力下，这门学科无论在人才储备上，还是在教学科研上，都走在其它学科的前列，成为全军乃至全国的名牌专业。他们多次捧回国家级教学科研大奖，他们参与制订的做图标准成为全国测绘界作业的依据，这门学科的专家教授也常常成为这个行业的“裁判员”和“评判员”，他们培养出来的人才当之无愧成为测绘部队的“香饽饽”。就在一片叫好声中，危机却向他们袭来。在西方，计算机技术悄然登上历史舞台。高俊教授敏锐地觉察到了这一点，他说：“一匹马跑得再快，也没法和火车相比。计算机技术应用到测绘领域，就像给它安上了火车头，一下子在这个领域拉开了我们与西方国家之间的距离。”高俊教授深感手工制图必将被计算机制图所取代，一场划时代的变革正在来临。是埋头修修补补还是另起炉灶？要知道，计算机技术在当时也只是偶尔出现在外文参考资料上的一个名词，大多数教授对这方面的知识还是一片空白，计算机是个什么模样很多人连见都没见过。而另起炉灶谈何容易？究竟怎么办？一时成了大家争论的焦点。作为学科带头人的高俊教授也拿不定主意。经组织批准，他走出了国门，来到国际测量与制图学院当了一名普通学员。有人说，人过40不学艺，可高俊教授走出国门时已是46岁的人了，他无暇光顾当地的风景名胜，一门心思扎进了图书馆、走进了实验室。高俊教授回忆当时的情景时说：那时的危机还都是潜在的，因为计算机离我们还比较遥远。可就有一种责任感，逼着我们超前想、超前做。实践证明，我们做的是对的。如果一味地等着看，我们就可能失去了一次难得的发展机遇。两年后，高俊教授返回学院，到飞机场接他的人替他扛回了几箱资料。陆续返回学院的其他专家教授和高俊教授一样，都有点心急火燎。他们彻夜长谈，酝酿论证，很快学科改造方案摆到了院领导的办公桌上。学院党委高度重视，积极筹措资金，购买相关设备，在高俊教授的带领下，他们在全国测绘系统最早建起了计算机地图制图实验室。思路决定出路，新起点很快就有新起色。高俊教授和他的同事们从国外引进地图制图出版系统，开展制图综合研究，率先实现了地图制作和出版一体化；上世纪90年代初，他们又把地理信息系统引入地图学，使学科发展直接和一体化作战结合到了一起，并成为这个系统的支撑平台；随后，他们又在国内第一个把虚拟现实技术用于地形仿真，实现了战场环境的数字化。1999年，为这门学科做出卓越贡献的他当选为中国科学院院士。高俊教授在和与这门学科建设同样做出过重大贡献的王家耀教授携手，使这门学科创下了“三级跳”的佳话：2000年被评为“军队重点学科”，2001年进入“军队‘2110工程’重点建设学科”，2002年又一举跨入“国家队”行列，并被评为“国家重点学科”。2005年，由中国科学院高俊院士、中国工程院王家耀院士领衔完成的《适应军队信息化建设的需求，创建地图学与地理信息工程学科新体系》教学成果，获国家级教学成果一等奖。从1999年起，解放军测绘学院地图学与地理信息工程学科，已连续6年向国际地图学会递交本学科国家报告。地图是环境仿真工程军委领导在“作战模拟地形环境仿真系统”前停了下来，他们轻轻地抚摸，认真的观察，细致的询问，戴上数字眼镜，“走进”了位于沿海某地的我军战备要地之中……“视察”完之后，他们无不为这套犹如“身临其境”的仿真系统叫好。这是上个世纪九十年代后期发生在北京军事博物馆的一幕。而这一系统研发的理念来自于高俊教授创新的理论。在知识爆炸的年代，影响人们接受新知识的最大障碍不是未知，而是已知。要想在科学研究有所建树，学习和积累大量知识是必不可缺少的，但更为重要的是能让思想在自由的天空飞翔那就是想像力。高俊院士认为，想像力有时候比知识更重要。为什么有人看地图，能看到险要的峡谷、湍急的河流、茂密的森林、舒缓的平原，而有的人除了看到是密密麻麻的符号，直的或弯的曲线之外，却什么也没看到？高俊教授从欧洲地形图测绘史、我国明清两代实测地图史研究入手，从地图学发展史中探索规律、启发思路，他认为，地图不单单是一张印着道路、河流、山水标志的印刷品，而应该是与和读者进行信息交流的载体，地图不是“死”的，而应该是“活”的。他把地图读者与地图看作是一个信息交互的整体，提出地图是空间认知工具和图像思维工具的新论点。由此，地图空间认知理论就此诞生了。在他的努力下，我国在这一领域的研究始终处于国际领先水平。这一理论的出现，改变了人们对地图的认识。地图也就由从平面地图扩展为三维地图，从静态地图发展为动态地图，从模拟地图发展到数字地图，从实地图扩展为虚地图。由此，地图学走进了新时代。在此基础上，当上个世纪80年代计算机与方法广泛进入各学科领域之后，他很快将专家系统、可视化、多媒体等强调人、机结合的前沿技术引进并融合于地图学之中，为地图学在数字化时代的发展提供了动力和思路。他大力推进以计算机为基础的数字制图系统的开发，由此实现了地图制图由手工方式向计算机制图方式转变，从此地图制图扔掉了笨重的刻刀，拿起了鼠标；上个世纪90年代，他又将虚拟现实与数字地图技术相结合，把真实战场搬上了屏幕，实现了指挥员可走进地图“实地勘查”的梦想，并由此创建了“战场环境仿真工程”专业方向。他认为，从传统上作为现实世界的静态模型的地图发展成为对现实世界的动态环境仿真，是地图学在信息时代的飞跃，是地图学在21世纪“地球数字化”大趋势中所面临的新任务。正是由于地图学迈向了数字化、信息化，高俊教授又提出了军事测绘的主动服务观，使以前孤芳自赏、被动服务的地图生产观得以转变，现代地图学已经“主动”渗透到武器系统、指挥自动化系统、数字化战场建设等各个领域，已经成为“建设信息军队、打赢信息化战争”一支不可或缺的重要力量。进入新世纪，高俊教授又提出将网格技术运用于地理空间信息保障的新思路，为我国军事测绘在21世纪的发展指明了方向。游雄博士：新技术条件下的青年骨干教师50余载桃李满天，半世纪辛勤耕耘。高俊教授始终站在教学第一线，坚持亲自收集资料，准备教案。即使当选院士后，在科研工作繁重的情况下，他仍担任了大量的教学任务。高俊院士曾多次为加快青年人才培养步伐大声疾呼。高俊院士认为，当今世界这场持续发生的军事变革，实际上是一个持续不断的军事创新过程。在一过程中，没有什么比人才优势更重要的了。熟悉他的人都知道，他把人才的培养看得比什么都重。高俊院士认为，要给科技人员营造良好的工作环境，给他们创造一切条件，让科技人才在“最佳创新年龄区”充分发光。高俊院士说，他因文革错过了创新的黄金年龄，虽然成果和思想均出在45岁以后，但一些创新思想却始于30多岁。结合自己的亲身经历，高俊院士呼吁，要为少数有创新思想和研究能力的年轻人提供一些特殊渠道，使他们有机会表现自己的思想和研究能力。作为我国最早的一批博士生导师，高俊教授在学术上言传身教，身体力行，他培养的数十名研究生都已成为业务骨干和学科带头人。他的第一位女研究生孟丽秋博士，现任德国地图学领域首席教授、慕尼黑大学地图科学研究所所长、博士生导师。2001年，孟丽秋作为海外具有杰出贡献的11名青年科学家之一，被中国科学院聘请为科学顾问。她说：“高教授的学术思想和人格魅力对我产生深刻的影响，使我终生受益，为我打下了成功的素质基础”。青年骨干教员游雄博士，专业理论扎实，科研攻关能力强，有闯劲。高俊院士专门为他制定了详细的培养计划，把自己研究的“战场环境仿真”最新领域的关键课题交给他，并提供最新的研究资料和最好的科研条件，配备最强的工作助手。经过4年多的努力，游雄同志在“战场环境仿真”领域取得了具有国际先进水平的理论和技术突破。他主持研制的“作战模拟地形环境仿真系统”，实现了地图认知理论与方法的创新，为部队作战训练提供了可视化、可进入、可交互的“数字化战场”平台，获得了国家科技进步二等奖。这项成果在“联合99”、“神舟五号返回舱地面搜寻系统”、“反恐怖训练战场环境仿真基础平台”的研制中发挥了重要作用。由于业绩突出，游雄同志被破格晋升为教授，评为全军优秀教师、总参“优秀中青年专家”，获得全国青年骨干教师