現(xiàn)代地圖學(xué)的發(fā)展與展望

現(xiàn)代地圖學(xué)的發(fā)展與展望

河南省鄭州市。2006年10月26日，一個秋日的午后。我們來到解放軍信息工程大學(xué)測繪學(xué)院，采訪出外進行學(xué)術(shù)交流歸來不久的中國科學(xué)院院士、該院博士生導(dǎo)師高俊教授。高俊教授是一位將軍院士，一身戎裝的他顯得十分干練。教授鶴發(fā)童顏，精神矍鑠。在他簡陋的客廳里，這位謙和而慈祥的長者，把我們領(lǐng)進了他鐘愛的“地圖王國”。談起測繪事業(yè)，教授睿智而博學(xué)，很難讓人把眼前這位思維敏捷、精力充沛的將軍學(xué)者和七十有三的年齡聯(lián)系起來，倒是教授樂觀的心態(tài)、積極進取的精神，常常讓我們這些年輕人為之感動、振奮。這個國內(nèi)外知名地圖學(xué)專家，我國地圖成果和作品的權(quán)威評論家，把自己全部精力都獻給了測繪事業(yè)，在他的卓有成效的探索下，我國地圖學(xué)發(fā)生了質(zhì)的飛躍，走進了一個嶄新的時代，并在國家經(jīng)濟建設(shè)、軍事斗爭準備中正發(fā)揮著越來越重要的作用。長期從事地圖學(xué)的教學(xué)和科學(xué)研究，高俊教授在理論地圖學(xué)、數(shù)字地圖及地理信息工程方面都有很深的造詣。他多次主持和參加我國多種大型地圖集和地圖的論證、設(shè)計工作，在國內(nèi)外享有很高聲譽。1999年，當選中國科學(xué)院院士。高俊教授把地圖讀者與地圖看作是一個信息交互的整體，提出地圖是空間認知工具和圖像思維工具的新論點，率先進行了地圖空間認知理論的研究，開創(chuàng)了地圖學(xué)研究新領(lǐng)域，并使我國在這一領(lǐng)域的研究始終處于國際領(lǐng)先水平。他重視地圖學(xué)前沿理論與技術(shù)的研究和開發(fā)，在引導(dǎo)地圖學(xué)發(fā)展、促進傳統(tǒng)技術(shù)向信息化轉(zhuǎn)化方面取得了顯著成績。上個世紀80年代初，高俊教授將計算機技術(shù)引進并融合于地圖學(xué)之中，由此實現(xiàn)了地圖制圖由手工方式向計算機制圖方式轉(zhuǎn)變；上個世紀90年代，他又將虛擬現(xiàn)實與數(shù)字地圖技術(shù)相結(jié)合，把真實戰(zhàn)場搬上了屏幕，實現(xiàn)了指揮員可走進地圖“實地勘查”的夢想，并由此創(chuàng)建了戰(zhàn)場環(huán)境仿真工程專業(yè)方向。進入21世紀，高俊教授將網(wǎng)格技術(shù)引進了地圖學(xué)與地理信息系統(tǒng)，為地圖學(xué)的發(fā)展指明了方向。高院士又適時提出了軍事測繪的主動服務(wù)觀，這一觀念在軍隊信息化建設(shè)中產(chǎn)生的積極影響正日益凸顯。計算機地圖圖學(xué)的誕生與超越敢于創(chuàng)新，敢于否定自我，哪怕是曾經(jīng)引以自豪的東西，我們才能有所突破，才能不斷地站到新的制高點上。高俊院士認為，搞科研，一定要有世界眼光，要放眼全球，我們才能海納百川，才能站在潮頭唱大歌。高俊教授正是具有這樣的眼光和魄力，才讓一門傳統(tǒng)學(xué)科走向“新生”的。我們還是從“軍事地圖制圖學(xué)”這門傳統(tǒng)學(xué)科說起。上個世紀40年代末，一支訓(xùn)練有素的測繪小分隊悄然出動，他們身背三腳架、肩扛水準儀，深入到硝煙彌漫的戰(zhàn)場前沿，繪制出了一幅幅作戰(zhàn)急需的地圖?！败娛碌貓D制圖學(xué)”作為戰(zhàn)爭急需的一門專業(yè)，于1946誕生在東北戰(zhàn)場一個偏僻小鄉(xiāng)村里，它培養(yǎng)的專業(yè)技術(shù)人才一出課堂就上戰(zhàn)場。這個專業(yè)也就成了解放軍測繪學(xué)院的前身，作為這個學(xué)院的主打產(chǎn)品，擔負著為我軍培養(yǎng)和輸送軍事地圖制圖專門人才的任務(wù)。1952年，高俊作為新中國成立后國家招收的第一批本科生來到了這個學(xué)院，就讀于這個十分熱門的專業(yè)。他以優(yōu)異成績畢業(yè)后留校當了一名教員。從此，他和這門學(xué)科結(jié)下了不解之緣。在他和這門學(xué)科眾多教員的共同努力下，這門學(xué)科無論在人才儲備上，還是在教學(xué)科研上，都走在其它學(xué)科的前列，成為全軍乃至全國的名牌專業(yè)。他們多次捧回國家級教學(xué)科研大獎，他們參與制訂的做圖標準成為全國測繪界作業(yè)的依據(jù)，這門學(xué)科的專家教授也常常成為這個行業(yè)的“裁判員”和“評判員”，他們培養(yǎng)出來的人才當之無愧成為測繪部隊的“香餑餑”。就在一片叫好聲中，危機卻向他們襲來。在西方，計算機技術(shù)悄然登上歷史舞臺。高俊教授敏銳地覺察到了這一點，他說：“一匹馬跑得再快，也沒法和火車相比。計算機技術(shù)應(yīng)用到測繪領(lǐng)域，就像給它安上了火車頭，一下子在這個領(lǐng)域拉開了我們與西方國家之間的距離?！备呖〗淌谏罡惺止ぶ茍D必將被計算機制圖所取代，一場劃時代的變革正在來臨。是埋頭修修補補還是另起爐灶？要知道，計算機技術(shù)在當時也只是偶爾出現(xiàn)在外文參考資料上的一個名詞，大多數(shù)教授對這方面的知識還是一片空白，計算機是個什么模樣很多人連見都沒見過。而另起爐灶談何容易？究竟怎么辦？一時成了大家爭論的焦點。作為學(xué)科帶頭人的高俊教授也拿不定主意。經(jīng)組織批準，他走出了國門，來到國際測量與制圖學(xué)院當了一名普通學(xué)員。有人說，人過40不學(xué)藝，可高俊教授走出國門時已是46歲的人了，他無暇光顧當?shù)氐娘L景名勝，一門心思扎進了圖書館、走進了實驗室。高俊教授回憶當時的情景時說：那時的危機還都是潛在的，因為計算機離我們還比較遙遠?？删陀幸环N責任感，逼著我們超前想、超前做。實踐證明，我們做的是對的。如果一味地等著看，我們就可能失去了一次難得的發(fā)展機遇。兩年后，高俊教授返回學(xué)院，到飛機場接他的人替他扛回了幾箱資料。陸續(xù)返回學(xué)院的其他專家教授和高俊教授一樣，都有點心急火燎。他們徹夜長談，醞釀?wù)撟C，很快學(xué)科改造方案擺到了院領(lǐng)導(dǎo)的辦公桌上。學(xué)院黨委高度重視，積極籌措資金，購買相關(guān)設(shè)備，在高俊教授的帶領(lǐng)下，他們在全國測繪系統(tǒng)最早建起了計算機地圖制圖實驗室。思路決定出路，新起點很快就有新起色。高俊教授和他的同事們從國外引進地圖制圖出版系統(tǒng)，開展制圖綜合研究，率先實現(xiàn)了地圖制作和出版一體化；上世紀90年代初，他們又把地理信息系統(tǒng)引入地圖學(xué)，使學(xué)科發(fā)展直接和一體化作戰(zhàn)結(jié)合到了一起，并成為這個系統(tǒng)的支撐平臺；隨后，他們又在國內(nèi)第一個把虛擬現(xiàn)實技術(shù)用于地形仿真，實現(xiàn)了戰(zhàn)場環(huán)境的數(shù)字化。1999年，為這門學(xué)科做出卓越貢獻的他當選為中國科學(xué)院院士。高俊教授在和與這門學(xué)科建設(shè)同樣做出過重大貢獻的王家耀教授攜手，使這門學(xué)科創(chuàng)下了“三級跳”的佳話：2000年被評為“軍隊重點學(xué)科”，2001年進入“軍隊‘2110工程’重點建設(shè)學(xué)科”，2002年又一舉跨入“國家隊”行列，并被評為“國家重點學(xué)科”。2005年，由中國科學(xué)院高俊院士、中國工程院王家耀院士領(lǐng)銜完成的《適應(yīng)軍隊信息化建設(shè)的需求，創(chuàng)建地圖學(xué)與地理信息工程學(xué)科新體系》教學(xué)成果，獲國家級教學(xué)成果一等獎。從1999年起，解放軍測繪學(xué)院地圖學(xué)與地理信息工程學(xué)科，已連續(xù)6年向國際地圖學(xué)會遞交本學(xué)科國家報告。地圖是環(huán)境仿真工程軍委領(lǐng)導(dǎo)在“作戰(zhàn)模擬地形環(huán)境仿真系統(tǒng)”前停了下來，他們輕輕地撫摸，認真的觀察，細致的詢問，戴上數(shù)字眼鏡，“走進”了位于沿海某地的我軍戰(zhàn)備要地之中……“視察”完之后，他們無不為這套猶如“身臨其境”的仿真系統(tǒng)叫好。這是上個世紀九十年代后期發(fā)生在北京軍事博物館的一幕。而這一系統(tǒng)研發(fā)的理念來自于高俊教授創(chuàng)新的理論。在知識爆炸的年代，影響人們接受新知識的最大障礙不是未知，而是已知。要想在科學(xué)研究有所建樹，學(xué)習和積累大量知識是必不可缺少的，但更為重要的是能讓思想在自由的天空飛翔那就是想像力。高俊院士認為，想像力有時候比知識更重要。為什么有人看地圖，能看到險要的峽谷、湍急的河流、茂密的森林、舒緩的平原，而有的人除了看到是密密麻麻的符號，直的或彎的曲線之外，卻什么也沒看到？高俊教授從歐洲地形圖測繪史、我國明清兩代實測地圖史研究入手，從地圖學(xué)發(fā)展史中探索規(guī)律、啟發(fā)思路，他認為，地圖不單單是一張印著道路、河流、山水標志的印刷品，而應(yīng)該是與和讀者進行信息交流的載體，地圖不是“死”的，而應(yīng)該是“活”的。他把地圖讀者與地圖看作是一個信息交互的整體，提出地圖是空間認知工具和圖像思維工具的新論點。由此，地圖空間認知理論就此誕生了。在他的努力下，我國在這一領(lǐng)域的研究始終處于國際領(lǐng)先水平。這一理論的出現(xiàn)，改變了人們對地圖的認識。地圖也就由從平面地圖擴展為三維地圖，從靜態(tài)地圖發(fā)展為動態(tài)地圖，從模擬地圖發(fā)展到數(shù)字地圖，從實地圖擴展為虛地圖。由此，地圖學(xué)走進了新時代。在此基礎(chǔ)上，當上個世紀80年代計算機與方法廣泛進入各學(xué)科領(lǐng)域之后，他很快將專家系統(tǒng)、可視化、多媒體等強調(diào)人、機結(jié)合的前沿技術(shù)引進并融合于地圖學(xué)之中，為地圖學(xué)在數(shù)字化時代的發(fā)展提供了動力和思路。他大力推進以計算機為基礎(chǔ)的數(shù)字制圖系統(tǒng)的開發(fā)，由此實現(xiàn)了地圖制圖由手工方式向計算機制圖方式轉(zhuǎn)變，從此地圖制圖扔掉了笨重的刻刀，拿起了鼠標；上個世紀90年代，他又將虛擬現(xiàn)實與數(shù)字地圖技術(shù)相結(jié)合，把真實戰(zhàn)場搬上了屏幕，實現(xiàn)了指揮員可走進地圖“實地勘查”的夢想，并由此創(chuàng)建了“戰(zhàn)場環(huán)境仿真工程”專業(yè)方向。他認為，從傳統(tǒng)上作為現(xiàn)實世界的靜態(tài)模型的地圖發(fā)展成為對現(xiàn)實世界的動態(tài)環(huán)境仿真，是地圖學(xué)在信息時代的飛躍，是地圖學(xué)在21世紀“地球數(shù)字化”大趨勢中所面臨的新任務(wù)。正是由于地圖學(xué)邁向了數(shù)字化、信息化，高俊教授又提出了軍事測繪的主動服務(wù)觀，使以前孤芳自賞、被動服務(wù)的地圖生產(chǎn)觀得以轉(zhuǎn)變，現(xiàn)代地圖學(xué)已經(jīng)“主動”滲透到武器系統(tǒng)、指揮自動化系統(tǒng)、數(shù)字化戰(zhàn)場建設(shè)等各個領(lǐng)域，已經(jīng)成為“建設(shè)信息軍隊、打贏信息化戰(zhàn)爭”一支不可或缺的重要力量。進入新世紀，高俊教授又提出將網(wǎng)格技術(shù)運用于地理空間信息保障的新思路，為我國軍事測繪在21世紀的發(fā)展指明了方向。游雄博士：新技術(shù)條件下的青年骨干教師50余載桃李滿天，半世紀辛勤耕耘。高俊教授始終站在教學(xué)第一線，堅持親自收集資料，準備教案。即使當選院士后，在科研工作繁重的情況下，他仍擔任了大量的教學(xué)任務(wù)。高俊院士曾多次為加快青年人才培養(yǎng)步伐大聲疾呼。高俊院士認為，當今世界這場持續(xù)發(fā)生的軍事變革，實際上是一個持續(xù)不斷的軍事創(chuàng)新過程。在一過程中，沒有什么比人才優(yōu)勢更重要的了。熟悉他的人都知道，他把人才的培養(yǎng)看得比什么都重。高俊院士認為，要給科技人員營造良好的工作環(huán)境，給他們創(chuàng)造一切條件，讓科技人才在“最佳創(chuàng)新年齡區(qū)”充分發(fā)光。高俊院士說，他因文革錯過了創(chuàng)新的黃金年齡，雖然成果和思想均出在45歲以后，但一些創(chuàng)新思想?yún)s始于30多歲。結(jié)合自己的親身經(jīng)歷，高俊院士呼吁，要為少數(shù)有創(chuàng)新思想和研究能力的年輕人提供一些特殊渠道，使他們有機會表現(xiàn)自己的思想和研究能力。作為我國最早的一批博士生導(dǎo)師，高俊教授在學(xué)術(shù)上言傳身教，身體力行，他培養(yǎng)的數(shù)十名研究生都已成為業(yè)務(wù)骨干和學(xué)科帶頭人。他的第一位女研究生孟麗秋博士，現(xiàn)任德國地圖學(xué)領(lǐng)域首席教授、慕尼黑大學(xué)地圖科學(xué)研究所所長、博士生導(dǎo)師。2001年，孟麗秋作為海外具有杰出貢獻的11名青年科學(xué)家之一，被中國科學(xué)院聘請為科學(xué)顧問。她說：“高教授的學(xué)術(shù)思想和人格魅力對我產(chǎn)生深刻的影響，使我終生受益，為我打下了成功的素質(zhì)基礎(chǔ)”。青年骨干教員游雄博士，專業(yè)理論扎實，科研攻關(guān)能力強，有闖勁。高俊院士專門為他制定了詳細的培養(yǎng)計劃，把自己研究的“戰(zhàn)場環(huán)境仿真”最新領(lǐng)域的關(guān)鍵課題交給他，并提供最新的研究資料和最好的科研條件，配備最強的工作助手。經(jīng)過4年多的努力，游雄同志在“戰(zhàn)場環(huán)境仿真”領(lǐng)域取得了具有國際先進水平的理論和技術(shù)突破。他主持研制的“作戰(zhàn)模擬地形環(huán)境仿真系統(tǒng)”，實現(xiàn)了地圖認知理論與方法的創(chuàng)新，為部隊作戰(zhàn)訓(xùn)練提供了可視化、可進入、可交互的“數(shù)字化戰(zhàn)場”平臺，獲得了國家科技進步二等獎。這項成果在“聯(lián)合99”、“神舟五號返回艙地面搜尋系統(tǒng)”、“反恐怖訓(xùn)練戰(zhàn)場環(huán)境仿真基礎(chǔ)平臺”的研制中發(fā)揮了重要作用。由于業(yè)績突出，游雄同志被破格晉升為教授，評為全軍優(yōu)秀教師、總參“優(yōu)秀中青年專家”，獲得全國青年骨干教師