张过：从“深究”到“融合”探索测绘遥感新玩法——青年科技创新人才系列

“科学是一个刨根问底的过程，不仅要知其然，还要知其所以然，对一个问题不要浅尝辄止，要认准一个点踏踏实实、耐得住寂寞地一直往前走。”从武汉大学的一名学生成长为测绘遥感专业型人才，张过始终记得李德仁院士和龚健雅院士的深深教诲。

从资源三号到高分卫星再到珞珈系列卫星，在科研的道路上，张过的每一步都走得很扎实。现在，张过尝试延展遥感应用领域，交叉发展遥感新闻学、遥感经济学等学科方向。正值壮年，张过想做的事还有很多。

为什么选择摄影测量与遥感专业？1996年，还在上高三的张过，看到武汉测绘科技大学（2000年并入武汉大学，下称武测）的专业报考指南时，被“摄影”二字深深吸引，而忽略了专业名称中的“测量”二字。“单从摄影来说，拍照的确是一件好玩的事情，我没想太多，就报了这个专业。”现在回想当时的这个决定，张过反而觉得是一种命中注定。

刚进武测没多久，张过认识到这个专业并不像想象中那么“好玩”。“学这干嘛？”他开始质疑自己当初的选择。正当他动摇的时候，时任武测遥感信息工程学院院长的李德仁院士为两个航测班新生上了一堂班会课。“测绘这门学科是基础性学科，但学科范围非常广，在国民经济发展上可以发挥巨大作用，计算机科学等其他学科的发展也会给这个学科注入新的活力。这门学科课程非常多，但学下去会对你们有好处，不再仅仅是艰苦的行业。”李德仁院士的这句话化解了张过心里的不解，他决定好好学习。

2000年初，张过跟随测绘遥感信息工程国家重点实验室江万寿研究员做本科毕业设计，主要完成了P31相机的内定向、图像压缩质量评价、利用形态学进行等高线提取等研究工作。毕设过后，经江万寿老师的推荐，他成为李德仁院士的研究生，开启了实验室学习生涯。但这并不意味着从此进入封闭式状态，反而增加了许多“走出去”的机会。研一期间，在李院士的资助下，他到泰国参加亚洲遥感大会，受益匪浅。“我们这个学科的年轻人，应该多参加国内外的学术会议，多走走多看看，会对成长很有帮助。”李德仁院士常说这句话。

2002年，张过免试攻读李德仁院士的博士。他与杨杰共同参与了吴春华老师和张永军老师负责的军口863课题。这个过程也成为他对于专业进一步深攻的出发点，接触到更为深奥的知识。

2004年，原国家测绘地理信息局开始筹备谋划我国第一个测绘卫星——“资源三号”。张过进入“资源三号”论证组，具体负责“资源三号”指标论证，撰写“资源三号”指标论证初稿。令张过没想到的是，这一论证就是三年。

“资源三号”卫星要做到1:50000测图，卫星高程精度必须达到5米，平面精度达到25米。当时我国的卫星平面精度在一公里左右，与这一指标要求差距很大。“我们测绘是几何精度定位，那么定位精度在整个卫星系统链路上到底有什么误差影响？哪些问题应该太空中的卫星解决？哪些问题应该地面站解决？哪些问题需要星地协同一起解决？”每天，张过的思绪都被这些问题挤占着。

由于国外相关卫星指标文件属保密内容，论证组无法参考，而国内以往的类似文件仅两三页。“一切都是从零开始。”张过根据既有资料对各项指标进行细化，在“资源三号”卫星关键性技术突破方面提出整个产品分级体系，提出天地一体化几何标定技术和虚拟重成像技术。

2012年1月9日，“资源三号”01星在太原卫星发射中心腾空而起，中国民用高分辨率立体测图卫星实现了“零的突破”。2019年和2016年，03星、02星与01星相会浩瀚太空，共同组成我国自主民用立体测绘多星组网运行，让我国从测绘大国加速向测绘强国迈进。

“不要躺在功劳簿上，‘资源三号’只是国产光学卫星的开头，应该把‘资源三号’的成功推广到其他国产卫星上。”遵循李德仁院士和龚健雅院士的教导，张过带领以蒋永华博士为核心的小小团队，一颗卫星一颗卫星地来进行数据质量改善，从遥感六号、遥感十号开始，攻克了时间同步误差、高频震颤等影响光学卫星内精度的难题，发展了交叉几何定标、无场几何定标体系，让国家的其他光学卫星内精度也从数十个像素提升到一个像素，无控几何精度提升到5米之内，结束了我国导弹打击基准图依赖国外卫星的历史，提升了我国遥感应用水平。

2005年博士毕业，张过留在实验室工作，开展星载SAR/InSAR处理与应用。“要敢于跨界，有跨界才有创新。在SAR领域，如果你跟在人家后面，捡人家做过的重复做，你就总在后面。”导师们的激励与教诲为他取得进一步的突破提供了极大的勇气和信心。

在星载SAR中，张过提出把星载光学处理中的RPC模型引入到星载SAR/InSAR处理，开启了星载SAR几何处理的另外一扇门。基于这些创新，张过与李德仁院士合写的多篇论文得以在美国和英国的老牌摄影测量期刊上发表，并获得了2013年测绘科技一等奖。

2012年，面向地球空间信息战略性新兴产业发展需求，地球空间信息技术协同创新中心成立。李德仁院士、龚健雅院士任命张过担任中国航天科技集团航天五院张庆君总师的助理，协助做好高分三号卫星相关工作。

经过调研国内外SAR卫星，张过带领团队发现国产SAR卫星几何质量同样低于国外同类卫星，他们研制出6套自动角反射器，部署在嵩山定标场，并提出了国产SAR卫星几何定标方法。该定标装备和定标方法首先在遥感二十九号得到充分验证，后续直接提升高分三号无控定位精度到3米之内，达到国际同类卫星领先水平。

为了把SAR卫星的应用效果做出来，张过带领以汪韬阳博士为核心的小小团队联合航天五院、国家测绘局卫星测绘应用中心研制了高分三号10米分辨率、8米几何精度中国陆地一张图，全部免费提供给国内单位。

2015年初，李德仁院士撰写文章《迎接地理信息产业与IT产业的大融合》，指出地理信息产业与IT产业融合发展中，产业链融合、多技术集成是地理信息产业发展的必由之路。这篇文章使张过深受启发，他想将李德仁院士的想法付诸实践，促进地理信息产业与IT产业的大融合。从此，一颗多功能集成卫星的想法在他心中落地生根。他依托地球空间信息技术协同创新中心、测绘遥感信息工程国家重点实验室、遥感信息工程学院和高分辨率对地观测系统湖北数据与应用中心，组建了以李德仁院士为首席科学家的“珞珈一号”科学试验卫星研发团队，着手推进卫星研制工作。

从系统指标论证到单机指标论证，张过和团队就花了一年半时间。他们除了进一步了解单机对整个卫星系统有什么影响、指标如何认证，还需要确定单机从哪里采购、哪个产品最合适等一系列问题。“这跟以前在国家体系里面做卫星有很大的差别。”张过在面对新挑战时感慨道。

2018年6月2日，重量20kg立方体科学试验卫星“珞珈一号”01星，搭载夜光遥感相机与导航增强载荷进入太空，其主载荷为夜光成像相机和星基导航增强载荷，主要用于社会经济参数估算、重大事件评估、国家安全等领域，以及开展低轨星基导航信号增强试验。

“珞珈一号”01星的夜光遥感分辨率130米，可清晰识别道路和街区，优于美国的DMSP/ OLS 2.7km和NPP/VIIRS 740米。目前该星已向22个国家和地区（包括美德法英等）3千多用户分发了36万多景夜光影像，为全球不同行业各类用户提供免费数据服务，在社会经济参数估算、国家安全等领域发挥了重要作用。

2019年1月，由武汉大学等共同制作珞珈一号01星夜光遥感全国一张图发布，免费向国内外用户提供服务。与此同时，武汉大学“珞珈一号01星成功发射”入选2018年度中国遥感十大事件。

现在，我国国家利益已经从周边拓展到全球。全面掌控全球地理空间信息，有利于我国在处理国际事务中掌握主动权和话语权，切实保障国家海外权益。但是，现在的国外全球产品存在数据缺失、精度偏移、信息隐藏等问题，通过自主可控的全球战略底图，可有效规避风险，为经济发展、国家安全、国际合作提供有效支撑保障。

目前，在李院士和龚院士指导下，张过正带领团队利用高分卫星获取全球范围光学、SAR、高光谱数据，研制代表我国高分卫星水平的、有国际影响力的全球战略底图，填补我国在该领域上的空白，希望能够助力我国从航天大国走向航天强国。

2020年初，新型冠状病毒肺炎疫情爆发。在李院士指导下，张过组织武汉大学、中科卫创(北京)科技有限公司、高分辨率对地观测系统湖北数据与应用中心、长光卫星技术有限公司、珠海欧比特宇航科技股份有限公司、空中客车防务与航天、北京微纳星空科技有限公司等核心骨干，利用航天遥感技术监测火神山医院、雷神山医院建设进程，并提供医院建设对周围环境影响的评估报告。

自2020年1月29日13点16分环球网微博首发后，陆续得到相关央媒、微博大V、省媒、行业媒体等近300家媒体转发和连续跟踪报道。截至2月6日14时为止，环球网微博“500公里高空瞰火神山”的话题阅读量已达到1.2亿。在抗击新型肺炎病毒的关键时期，对满足大众关注需求、稳定社会情绪发挥了一定作用，也在一定程度上体现了航天遥感技术对社会热点问题的响应和对防疫工作的支持。

复工复产是2020年上半年的双核心目标之一。在龚院士指导下张过带领团队和新华社卫星新闻实验室合作，开展了中国复工复产航天遥感调查、意大利疫情航天遥感监测以及中国供应链航天遥感调查等报道，总阅读量1000万+。随后，张过和龚院士继续致力于学科研究，在国内率先提出遥感经济学和遥感新闻学等交叉学科方向。

在张过的不断尝试下，遥感将衍生出更多的应用领域，焕发出不一样的生机。

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