记者：杨欣欣
人类自古以来就有地图。中国发现最早的地图，也是保存至今世界上最早的地图，是马王堆汉墓出土的三幅帛地图，这是大约公元前168年以前的作品，距离今天已经有两千多年的历史了。
几千年来，地图都是由手工绘制的。李德仁院士从事的专业就是画地图，随着计算机和网络的发展，他坚信，中国人也能把手工画图变成计算机绘图，能够把地球变成数字装进电脑。他很早就萌生了这样的一个梦。为了实现这个中国的数字地球梦，他奋斗了60年。
数字地球，简单地说，就是在计算机网络环境下，把地球上的山山水水、房屋建筑、道路交通，所有这一切地球环境，以及人的活动等等，都以数字的形式来表示，放进电脑里，在网上流通。这样，地球上的每个人都可以快速、完整、形象地了解地球宏观和微观的各种情况。
为了做一个数字地球，李德仁和他的团队用数字来表达地球上的一切事物，也就是绘制数字地图，然后把数字地图发布到网络上，最终就是要把整个地球都变成数字，放到网络上运行，让它为国家的经济建设、国防建设和大众民生服务。
国际上，Google地图是最早的数字地球，大家都可以在网络上用它。但那是外国人做的，那里面的边界线、领土都是按照人家的观点来划的，这就是为什么李德仁立志要做一个中国的数字地图，因为我们要宣示中国的领土和海洋主权。
数字地球是一个国家的可持续发展战略，并使全球能够联合起来，面对长期的各种挑战。中国要有这样一个自己的数字地球，这就是李德仁60年来为之奋斗的一个梦。他带领团队主要做了三个方面的工作。
构建数字地球平台
李德仁为实现中国的数字地球梦做出的第一个贡献，是构建了中国的数字地球平台，使我国成为除美国之外第二个拥有数字地球平台的国家。
构建数字地球，首先需要有一个平台，来装地球上各种物体的数据，这样才能把现实的地球从手工绘图变成网上的地图。国外很早就有了这种软件平台，但是为了国家安全的需要，我们不能买外国的，必须拥有自主知识产权的软件。上世纪80年代末90年代初，李德仁响应国家号召，带领他的学生，现在已经是科学院院士的龚健雅等人，研究自主产权的地理信息系统软件，也就是数字地球的支撑软件平台。打造这个平台经历了两个阶段。
第一步，把手工地图变成电子地图。他们研制开发了GeoStar（吉奥之星）软件。这是一个国家专项，在国内这个领域还是一片空白的条件下，他们白手起家，从1992年开始，经过10年艰苦的努力，研制成功了这个自主创新的软件。李德仁在国际上率先提出了面向对象的新理论，这个软件也是中国最早的面向对象的地理信息系统，2001年获得国家科学进步二等奖、信息产业重大技术发明。国际摄影测量与遥感学会（ISPRS）主席称赞，这个软件是“面向对象地理信息系统的World Leader（世界领袖）”。随后，这个软件得到大规模的应用，现在有1万多家用户，并形成了一系列专业应用系统，比如全国国土资源普查管理系统、全国1：5万空间数据库管理系统等。
第二步，在网络上建立服务平台。随着网络的推进，为了实现不同数字地图软件在网络上的共享互操作，李德仁和他的团队继续研究像Google地图这样的软件，研发出了中国自主知识产权的GeoGlobe，形成了开放式数字地球服务平台。在李德仁他们的建议下，利用这个GeoGlobe，国家测绘局推出了中国的数字地球平台“天地图”。
天地图有五大创新点：一是完全的自主知识产权。二是实现了不同数字地图之间的共享与互操作。三是实现了网上的快速传输和多用户的服务。现在天地图有几亿用户，一天点击量就有几百万。四是经受住了黑客的攻击。五是宣誓了中国的主权。这是自Google以后，世界上第二个国家级的数字地球，在中国的天地图上，明确表达了中国的领土主权，包括钓鱼岛、黄岩岛，在Google的地图上，它们都不在中国的版图里，但是在天地图上，它们都在中国的版图里。这一点引起了世界各国的高度关注，天地图宣示了国家的领土和海洋主权，满足了国防、外交、社会经济等国家重大需求。
天地图于
2010年
10月
21日
在北京开通试运行。22日，温家宝总理在武汉参观自主创新成果时，通过“天地图”观看了家乡天津北辰区的变化。很多人这时才知道，“天地图”是由武汉大学李德仁院士带领的团队提供的核心技术。
2011年5月，当时的副总理李克强观看了“天地图”演示后指出，“天地图”既是政府服务的公益性平台、产业发展的基础平台，又是方便群众的服务平台、国家安全的保障平台，是抢占国际竞争制高点的重要方面，甚至是突破口。
提供高精度的数据
李德仁为实现中国的数字地球梦做出的第二个贡献，是研制出高精度、自动化的数据获取和处理系统，为数字地球平台提供了高精度的数据。
准备好了平台以后，要把地球上的数据装进这个平台，才能构建起数字地球。装进了数据，还要提高这些数据的精度，并且不断更新数据，数字地球才能很好地发挥作用。那么这些数据从哪里来呢？这就需要有数据获取和处理系统。为此，李德仁做了以下几项工作：
一是误差处理的理论。在德国留学期间，李德仁主要研究怎样提高数据获取和处理的精度。他对大数据量中的误差进行了处理区分，提出了误差处理与区分的可靠性理论。德国洪堡基金评委Grafarend教授等认为，李德仁解决了一个测量学的百年难题。这篇论文还获得得了德国汉莎航空测量奖。这个理论解决了数据处理中的关键问题，成为精确快速处理遥感数据的基础，它可以使数字地球表现得更加精确。
二是3S集成的方法。1985年从德国学成回国后，李德仁致力于解决数据获取和处理中的问题。他主张发展空天地一体化对地观测，为此，他在世界上最先提出了3S集成，即：全球导航卫星系统(GNSS)、遥感(RS)与地理信息系统(GIS)集成，目的是利用卫星网络和遥感技术，迅速获取地面信息，然后实现三维实景成像。在3S集成方面，李德仁取得了卓著的成就——
上个世纪90年代，他把全球导航卫星系统放到飞机上，用来辅助航空摄影测量，这样测量人员就不需要做野外控制了，基础数据的生产实现了快速自动化。这个成果1999年获得了国家科技进步二等奖。
李德仁还将卫星、惯导等设备与航空航天和地面传感器集成，这种天空地的一体化，大大减少了野外测量工作量，并且使应急测绘与数据处理的时间缩短了20-30倍。这个系统在中越边界测图、应急测绘、西部困难地区测图、海岛礁测量等重大工程中广泛应用，摄影总面积超过200万平方公里。
他带领团队自主研发了多颗国产遥感卫星的地面处理系统，彻底摆脱了对国外软件的依赖，定位精度提高到十几米甚至几米。2012年获得国家科技进步二等奖，入选中国高等学校十大科技进展。
李德仁主持研发的3S集成的低空无人机遥感数据实时处理系统，能够在30 秒内自动检测与发现目标，为无人机实现在线侦察与即时打击奠定了重要技术基础。
三是研制和发射卫星。李德仁积极倡导研制我国高分辨率对地观测系统，以便为中国的数字地球提供丰富的数据源。由李德仁牵头，一批院士专家联名向中央领导写了建议书，这一建议被国家采纳，成为我国中长期科技发展规划十六个重大专项之一。
2006年，李德仁又向国务院领导提出发展我国的测绘卫星，也获得批准。这颗卫星已经于2011年上天，这就是“资源三号”。它的定位精度处于同类卫星国际先进水平，有些指标明显优于国际同类卫星，有效提升了我国遥感卫星的数据处理水平。李德仁和他的团队解决了这颗卫星的参数设计、质量控制、处理软件、在轨校正，并建立了大面积的卫星试验校正场，发展了中国卫星处理中心和地面处理接收站。
这是李德仁他们为数字地球采集数据所付出的努力。这颗测绘卫星运转一年，在我国采集了700多万平方公里的数据，在全球采集了1000多万平方公里的数据，数据处理的精度，与国际同类卫星比较是最好的。有关这方面的成果，李德仁的团队得到了两项国家科技进步奖。
四是建立街景影像。李德仁在世界上最早提出可量测街景影像的新概念，满足数据从二维到三维的发展。2007年他把这个概念介绍给Google，被Google采用。刚才介绍的卫星是在天上的，这个街景影像是在地面的。为此，李德仁带领团队研制出了地面可移动测量系统。现在已经在国内外销售了200多套，在全国建立了150个城市的街景影像，还做了汶川地震灾区17个城镇的三维灾情数据库。街景影像不仅数据量大，而且可以每年更新。这些数据都装到了中国的天地图里面，这样，数字地球就不仅能让人们宏观地感知地球，而且能以
5厘米
的精度微观地感知城市。还能帮助处理灾害。在国防上应用，则提高了移动作战的能力。
推动天地图的应用
李德仁为实现中国的数字地球梦做出的第三个贡献，是推动中国的数字地球平台“天地图”的应用。
天地图的访问量，到2014年1月份已经超过3亿人次，全球有200多个国家和地区的人访问过。李德仁推动天地图的应用，主要表现在以下几个方面：
一是应用于国防建设。利用天地图，可以宣示国家主权，提高部队快速作战能力。李德仁和他的团队自主研发了我国卫星遥感应用成套装备，在部队应用，填补了国内空白。例如，通过数字化战场环境系统，可以宣示钓鱼岛和黄岩岛等的主权。他们完成的一项国防973项目，解决了卫星数据资源组织、通信保障和聚焦服务的理论，提出了作战应用中的保证，实现了分钟级的作战响应。利用他们研制的系统，从卫星数据获取到运行数据向各个目的单位分发，只需一分钟。无人机数据的处理，则只需30秒。
二是应用于经济建设。利用天地图，可以开展全国的国土资源调查和应用。他们做了西部测图，使我们全国范围都有了1:5万的数字地图，而且可以每年更新。他们的数据库系统，用来管理全国第二次国土资源调查的家底数据，并向全国提供共享服务。系统总共装了50个TB的数据，这么大的数据量，全国只有李德仁、龚健雅他们的软件能够装下。中国有了这个系统，打破了国外软件一直以来的垄断。
三是应用于灾害防治。利用天地图，可以做地震、台风等灾害预报。他们做的国家灾害应急系统，为国家减灾委获取了空天地一体化的数据。汶川地震后，利用机载激光雷达、航空摄影获得了唐家山堰塞湖的地理数据，提供给温家宝总理，用于决策。采用3S集成的地面移动测量系统，获取地震灾区实景影像，为灾情评估和救援资源配置等发挥了重要作用，并由此建立了国际上首个震后可量测实景灾情信息影像库。
四是服务于大众民生。利用天地图，老百姓可以方便地查找自己需要的信息。天地图的大众版本在网上提供服务，有几千万个兴趣点，与老百姓衣食住行有关的就有五千多万个。还建立了三百多个数字城市，例如数字泰州实现了泰州市政府、行业、企业和公众共享全市的数字城市数据和服务。它还支持武汉市、天津市、深圳市等智慧城市的建设，支持了很多省的公安安防系统，例如在平息新疆暴乱中发挥了威力。
五是服务于文化遗产保护。响应十七届六中全会推动文化大繁荣大发展的要求，李德仁带领团队建立数字敦煌，让敦煌在数字中永生。目前已经采集了100多个重点石窟和洞窟的数据。这个工作得到了联合国教科文组织的表扬，教科文组织的一位负责人说，世界上有两个人不能死，一个是瑞士的Armin Gruen教授，一个是中国的李德仁教授，他们要是死了，文化遗产的数字化保护就没人做了。
“天地图”目前还只是数字中国的一部分，但只有有了天地图，才会有数字中国；只有有了数字中国，才可能有中国的数字地球。所以，虽然已过古稀之年，李德仁还在不断完善中国的数字地球，还在继续追求中国的数字地球之梦。
构建中国的数字地球，是很多中国人共同的梦。李德仁首先提出了这个概念，并在其中发挥了引领和核心作用。他带领很多人一起来实现这个梦。他培养了一大批优秀人才，使这个一起追梦的队伍阵容越来越强大。
同时，李德仁长期活跃在国际摄影测量与遥感学会（ISPRS)舞台，是该学会最有影响的学者之一。他向世界宣示了中国的数字地球梦，并得到国际同行高度认可。2012年的全球地理空间信息大会，将地球空间信息领域基础研究与能力“World Leadership”（全球领袖）奖，授予武汉大学。李德仁代表学校从印度第11任总统手中接过奖杯。目前全球仅美国伯克利大学、德国汉诺威大学和武汉大学获此殊荣。
60年如一日，李德仁追求着中国的数字地球梦。现在，他正带领团队，迈向从数字地球到智慧地球的新征程。
（编辑：肖珊）
