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大武漢夜景越來(lái)越美，究竟哪里燈光最璀璨？來(lái)看看武漢大學(xué)“珞珈一號(hào)”衛(wèi)星拍攝的高清照吧。

△ 武漢地區(qū)“珞珈一號(hào)”01星夜光遙感影像

武漢大學(xué)“珞珈一號(hào)”衛(wèi)星工程總師張過(guò)教授，向我們展示了一張?jiān)撔l(wèi)星拍攝的武漢地區(qū)“夜景照”。武漢的城市結(jié)構(gòu)、路網(wǎng)布局清晰可見(jiàn)。他介紹，從這張2018年6月14日拍攝的影像可以發(fā)現(xiàn)，武漢市夜間最亮的12個(gè)點(diǎn)中有10個(gè)在主城區(qū)，2個(gè)在遠(yuǎn)城區(qū)（黃陂區(qū)）。12個(gè)最亮點(diǎn)可以分為4類：工業(yè)企業(yè)2個(gè)（武漢鋼鐵公司、陽(yáng)邏開發(fā)區(qū)內(nèi)的企業(yè)），交通樞紐2個(gè)（武漢天河機(jī)場(chǎng)、漢口火車站），高校1個(gè)（武漢體育學(xué)院），商業(yè)區(qū)7個(gè)（楚河漢街、新長(zhǎng)江CBD等）。

張過(guò)介紹，通過(guò)分析“珞珈一號(hào)”01星獲取的夜光遙感影像，可以對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)參數(shù)進(jìn)行反演和診斷。例如GDP、土地利用情況、城市結(jié)構(gòu)、人口布局、光污染分析等數(shù)據(jù)，能給發(fā)改委等決策部門，提供客觀的依據(jù)?！拔覀儼凑铡箸煲惶?hào)’首席科學(xué)家、兩院院士李德仁的要求，在網(wǎng)上全面公開衛(wèi)星獲取的影像，就是為了讓更多機(jī)構(gòu)參與到數(shù)據(jù)分析上來(lái)，促進(jìn)整個(gè)遙感學(xué)科的發(fā)展。”張過(guò)說(shuō)。

△ 上海地區(qū)“珞珈一號(hào)”01星夜光遙感影像

△ 東京地區(qū)“珞珈一號(hào)”01星夜光遙感影像

△ 倫敦地區(qū)“珞珈一號(hào)”01星夜光遙感影像

據(jù)了解，“珞珈一號(hào)”01星于今年6月2日成功發(fā)射升空，它是我國(guó)首顆夜光遙感衛(wèi)星，同時(shí)具有天基導(dǎo)航增強(qiáng)功能。該工程02星為雷達(dá)視頻衛(wèi)星，在天氣條件不佳時(shí)也能發(fā)揮作用，計(jì)劃在2020年2月左右發(fā)射。03星也計(jì)劃在2020年發(fā)射，將重點(diǎn)探索手機(jī)直接操控衛(wèi)星的應(yīng)用。

看到這里，大家是不是想了解更多“珞珈一號(hào)”背后的故事呢？就在幾天前，張過(guò)教授在萬(wàn)林藝術(shù)博物館進(jìn)行了一場(chǎng)科普?qǐng)?bào)告，報(bào)告結(jié)束后，帶著對(duì)“珞珈一號(hào)”衛(wèi)星的種種好奇，記者對(duì)其進(jìn)行了獨(dú)家專訪。

對(duì)話人物

張過(guò)，42歲，河南南陽(yáng)人，武漢大學(xué)測(cè)繪遙感信息工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室教授，珞珈特聘教授，“資源三號(hào)”應(yīng)用系統(tǒng)總師助理兼影像處理與應(yīng)用分系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師，“珞珈一號(hào)”衛(wèi)星工程總師。曾獲得國(guó)家科技進(jìn)步一、二等獎(jiǎng)，“武漢大學(xué)對(duì)地觀測(cè)與導(dǎo)航技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)”國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)獎(jiǎng)。

談珞珈一號(hào)

“每個(gè)城市的夜景圖都能上網(wǎng)下載”

武大發(fā)射衛(wèi)星的消息，大家都很關(guān)注，但很多人只知道它能給地球拍“夜景照”，并不清楚這個(gè)衛(wèi)星具體有什么功能。您能通俗地介紹一下嗎？

它的第一項(xiàng)功能的確是通過(guò)夜光遙感相機(jī)拍攝“夜景照”，我們目的是通過(guò)高分辨率的夜晚燈光圖像，來(lái)對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)參數(shù)進(jìn)行反演和診斷。夜晚的燈光和第二產(chǎn)業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)密切相關(guān)，可以直觀反映工業(yè)，特別是服務(wù)業(yè)的發(fā)展情況。它的客觀性大概在90%左右，還不能完全取代現(xiàn)有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

另一方面，它具有的導(dǎo)航增強(qiáng)功能，與普通人的生活更密切相關(guān)。比如我們使用滴滴打車，經(jīng)常和司機(jī)電話溝通半天才能找到準(zhǔn)確的上車地點(diǎn)。這就是因?yàn)楝F(xiàn)有的導(dǎo)航，存在5-10米的誤差。我們這次試驗(yàn)就是通過(guò)導(dǎo)航增強(qiáng)載荷，用低軌衛(wèi)星給中高軌運(yùn)行的GPS或北斗衛(wèi)星加一層覆蓋，增強(qiáng)導(dǎo)航精度和收斂速度，使地面接收精度達(dá)到甚至優(yōu)于0.5米誤差范圍。達(dá)到這個(gè)精度，可以讓目前正在研究的無(wú)人駕駛汽車，省掉一些昂貴的傳感器，降低成本有利于更早的進(jìn)入普通家庭。

這顆衛(wèi)星個(gè)頭很小，凈重只有20公斤，它卻是您和團(tuán)隊(duì)的心血之作。研制工作歷時(shí)多久？最難攻克的難關(guān)又是什么呢？

這個(gè)項(xiàng)目起源于2015年。年初我看了李德仁院士的一篇論文，他提出地理信息產(chǎn)業(yè)應(yīng)與IT產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展，產(chǎn)業(yè)鏈融合、多技術(shù)集成是必由之路。后來(lái)一個(gè)航天五院的朋友告訴我，“300萬(wàn)可以搞一個(gè)小衛(wèi)星”，我就興奮地張羅起來(lái)。以李德仁院士為首席科學(xué)家，組建了“珞珈一號(hào)”研發(fā)團(tuán)隊(duì)。首先面臨的是經(jīng)費(fèi)問(wèn)題，“300萬(wàn)”一說(shuō)不太靠譜，最后花了一年多時(shí)間，在學(xué)校大力支持下才湊夠1000萬(wàn)。后面的研發(fā)時(shí)間不算太長(zhǎng)，但可以說(shuō)一路上都是“坑”。比如說(shuō)夜光相機(jī)的設(shè)計(jì)，怎樣合理遮光、怎樣成像；再比如導(dǎo)航增強(qiáng)模塊，要盡量控制重量降低成本，同時(shí)能承受發(fā)射過(guò)程中的大沖擊力，我們請(qǐng)教了國(guó)內(nèi)頂尖專家，多次改進(jìn)，最終在發(fā)射前3個(gè)月才達(dá)到要求。

“珞珈一號(hào)”01星已經(jīng)在軌運(yùn)行近4個(gè)月，是否達(dá)到了實(shí)驗(yàn)預(yù)期？能與讀者分享一下目前取得的成果嗎？

總的來(lái)說(shuō)是達(dá)到了預(yù)期。剛才作報(bào)告時(shí)我分享了“珞珈一號(hào)”拍攝的，武漢、鄭州、上海巴黎等城市的夜光圖像，對(duì)比美國(guó)衛(wèi)星拍攝的圖片，可以看到我們的精度更高。在數(shù)據(jù)分析上，我們也已經(jīng)上路，計(jì)劃在明年初拍攝完國(guó)內(nèi)甚至“一帶一路”沿線國(guó)家的主要城市，并進(jìn)行評(píng)估。我們的數(shù)據(jù)完全對(duì)外公開，所有人都可以登錄我們的網(wǎng)站查看和下載。在導(dǎo)航增強(qiáng)方面，我們進(jìn)行了三次試驗(yàn)，都很成功。但目前用的是專業(yè)地面接收設(shè)備，未來(lái)應(yīng)用到每個(gè)人的手機(jī)上，還需要進(jìn)一步努力。

以往的遙感技術(shù)多用于地理領(lǐng)域，這顆衛(wèi)星更側(cè)重于經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域，這也算是對(duì)遙控科學(xué)運(yùn)用的一次拓展吧？

的確可以這么理解。我們把利用遙感測(cè)量地表拓展到測(cè)量社會(huì)經(jīng)濟(jì)參數(shù)，初步計(jì)劃了40多項(xiàng)任務(wù)，覆蓋經(jīng)濟(jì)生活的方方面面。武大帶了個(gè)頭，我們希望更多的學(xué)校、機(jī)構(gòu)加入進(jìn)來(lái)，促進(jìn)整個(gè)遙感學(xué)科新的發(fā)展。這也是李德仁院士要求我們完全公開數(shù)據(jù)的初衷。

談個(gè)人經(jīng)歷

“學(xué)遙感是偶然，搞衛(wèi)星是必然”

聽說(shuō)您學(xué)遙感源自于一次“美麗的誤會(huì)”？

我1996年上大學(xué)時(shí)，是被調(diào)劑到的武漢測(cè)繪科技大學(xué)（現(xiàn)武漢大學(xué)），當(dāng)時(shí)看到“攝影測(cè)量與遙感”專業(yè)，眼里只有“攝影”兩個(gè)字，就報(bào)了。那時(shí)還是個(gè)農(nóng)村娃，哪知道什么是遙感，后來(lái)學(xué)起來(lái)的確很艱難。父親也勸我，堅(jiān)持一段時(shí)間，不行再回家。

但是您卻堅(jiān)持下來(lái)了，在這個(gè)圈子一干就是20年，還拿到了國(guó)家科技進(jìn)步一、二等獎(jiǎng)。是什么人或事改變了您最初的想法？

就在我最迷茫的時(shí)候，李德仁院士給我們新生上了一堂班會(huì)課。我至今還記得，他說(shuō)測(cè)繪專業(yè)與整個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、各學(xué)科的發(fā)展密切相關(guān)，投身這個(gè)專業(yè)今后大有用武之地。那是我第一次近距離接觸一個(gè)領(lǐng)域的“大佬”，感覺(jué)他很親切。就想著，一個(gè)院士總不會(huì)騙我們吧，就決定安心學(xué)下去。之后從讀碩士、博士到工作，李德仁院士在關(guān)鍵時(shí)候，總能給我指出一條明路。2002年讀博士時(shí)，一個(gè)衛(wèi)星項(xiàng)目找到李德仁院士，他就把我派了過(guò)去，帶領(lǐng)我走進(jìn)了航天遙感領(lǐng)域。后來(lái)，李德仁、龔健雅院士又給了我參與“資源三號(hào)”衛(wèi)星項(xiàng)目的機(jī)會(huì)。我們干了八年，衛(wèi)星上天了，我也一同獲得國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。

在這20年里，您一直在跟衛(wèi)星打交道，從“資源三號(hào)”到“高分三號(hào)”再到“珞珈一號(hào)”，您的工作經(jīng)歷應(yīng)該也是我國(guó)衛(wèi)星事業(yè)高速發(fā)展期的寫照吧？

“資源三號(hào)”是我國(guó)首顆自主測(cè)繪衛(wèi)星，它實(shí)現(xiàn)了1：50000的獲取能力，讓我國(guó)第一次擁有了全球三維獲取能力?！百Y源三號(hào)”是一顆光學(xué)衛(wèi)星，利用太陽(yáng)光成像；“高分三號(hào)”是我國(guó)SAR衛(wèi)星的標(biāo)志性代表，它采用主動(dòng)探測(cè)手段，發(fā)射電磁波再探測(cè)回波成像；而“珞珈一號(hào)”它是我們探索的一種新體制衛(wèi)星。這三個(gè)階段，的確能反映我國(guó)衛(wèi)星事業(yè)高速發(fā)展的歷程。我有幸趕上了這個(gè)好時(shí)代，有幸遇到了高人指點(diǎn)，所以我就沖了上去，在這個(gè)歷程中踏踏實(shí)實(shí)做點(diǎn)事情。

談未來(lái)方向

“裝個(gè)APP就能調(diào)衛(wèi)星來(lái)發(fā)張圖”

您的個(gè)人經(jīng)歷似乎可以說(shuō)得很簡(jiǎn)單：一直在武大、一直在搞衛(wèi)星。我們知道，“珞珈一號(hào)”工程后續(xù)還有衛(wèi)星要發(fā)射，您與衛(wèi)星較勁的過(guò)程還會(huì)持續(xù)吧？

其實(shí)這期間也有人來(lái)“挖”我，李德仁院士只說(shuō)了一句：“張過(guò)是非賣品”，我就留了下來(lái)。未來(lái)，“珞珈一號(hào)”要發(fā)展成一個(gè)公益性的“業(yè)務(wù)星座”。02星要做成雷達(dá)視頻衛(wèi)星，彌補(bǔ)光學(xué)衛(wèi)星的缺陷，在天氣條件不佳時(shí)也能發(fā)揮作用，同時(shí)繼續(xù)試驗(yàn)天基導(dǎo)航增強(qiáng)。這顆衛(wèi)星計(jì)可能重達(dá)300公斤，計(jì)劃在2020年2月左右發(fā)射。03星也是光學(xué)視頻衛(wèi)星，要重點(diǎn)探索、解決手機(jī)直接操控衛(wèi)星的問(wèn)題，也計(jì)劃在2020年發(fā)射。

用手機(jī)控制衛(wèi)星聽起來(lái)有些不可思議。這是否是未來(lái)衛(wèi)星系統(tǒng)“傻瓜”化的趨勢(shì)？我們普通人也能更多利用衛(wèi)星嗎？

其實(shí)01星我們就將測(cè)試手機(jī)上傳指令的可能性，03星會(huì)更有針對(duì)性的開發(fā)。一個(gè)產(chǎn)業(yè)只有覆蓋到個(gè)人，才能有更大發(fā)展。未來(lái)可能會(huì)有手機(jī)操控衛(wèi)星的APP，你躺在床上，突然想看看以前和同學(xué)聚會(huì)的燒烤攤子還在不在，花上10塊錢，就調(diào)個(gè)衛(wèi)星拍一拍，這是完全有可能實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)然，它不光是為了好玩。比如戰(zhàn)場(chǎng)上要看看敵人的動(dòng)向，搶險(xiǎn)救災(zāi)時(shí)要看看前面道路情況，前線指揮官都可以用手機(jī)完成。

在武大之前，國(guó)內(nèi)已有幾所大學(xué)研發(fā)衛(wèi)星。衛(wèi)星對(duì)于一所大學(xué)，意味著什么？

放衛(wèi)星不能只是為了展示學(xué)校有這個(gè)能力，我們要做真正的應(yīng)用型衛(wèi)星，以此帶動(dòng)整個(gè)學(xué)科再上一個(gè)臺(tái)階，成為學(xué)科建設(shè)的基礎(chǔ)設(shè)施。大學(xué)就是要走在科學(xué)探索的前線，我們希望引領(lǐng)新體制衛(wèi)星的發(fā)展，武大遙感學(xué)院正在引進(jìn)衛(wèi)星研制產(chǎn)業(yè)鏈，今后有望自己完整研制衛(wèi)星。

除了大學(xué)，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)也在發(fā)展民營(yíng)衛(wèi)星公司、民營(yíng)火箭公司。我們頭頂上已有上萬(wàn)顆人造衛(wèi)星，未來(lái)還會(huì)爆發(fā)式增長(zhǎng)，人類需要這么多衛(wèi)星嗎？它們“各自為戰(zhàn)”的狀態(tài)能否改變？

當(dāng)然需要?，F(xiàn)在衛(wèi)星不是太多了，而是太少了?，F(xiàn)在的衛(wèi)星應(yīng)用還只能滿足國(guó)家層面，商業(yè)層面發(fā)展不足，更別提個(gè)人層面。很多的遙感工作還需要消耗大量人力去做，很多貼近生活的應(yīng)用還沒(méi)有衛(wèi)星來(lái)提供服務(wù)。你說(shuō)的“各自為戰(zhàn)”我認(rèn)為必須這樣，只有充分的競(jìng)爭(zhēng)，才能提供好的產(chǎn)品和服務(wù)，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)進(jìn)步。當(dāng)然，從另一個(gè)方面說(shuō)，未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)是：一星多用、多星組網(wǎng)、多網(wǎng)融合，把天上的網(wǎng)絡(luò)和地上的網(wǎng)絡(luò)充分融合，更好地服務(wù)生活。