如何在太空為地球拍攝“3D大片”？南信大教授揭秘飛行在宇宙的“攝像頭”

現代快報訊從以往只能夠定位比較寬闊的高速公路，到現在能夠精確定位鄉間小路的位置，近年來，我國衛星測繪取得重大突破。" 衛星測繪是一個長期任務，需要一代又一代人持續奮鬥。" 南京信息工程大學遙感與測繪工程學院研究員孫承志在任教一年後，也更加堅定自己的目標，為航天測繪科技培養更多優秀人才。

△ 孫承志

從衛星應用系統總指揮到大學教授，他立志推動衛星測繪事業不斷向前

2020 年 7 月 25 日，我國資源三號 03 衛星發射升空，與在軌的資源三號 01、02 衛星等組網運行，為新型基礎測繪等工作提供數據支撐，同時兼顧生態環境監測、防災減災救災等多領域應用需求。

△ 孫承志在作業現場

作為我國資源三號衛星應用系統工程總指揮、" 國家高分辨率對地觀測系統 " 重大科研專項（民用部分）工程副總指揮，孫承志終於鬆了一口氣。" 資源三號衛星工程建設任務完成了，我國對地遙感觀測能力將顯著提升，我也有更多時間做其他工作了。"

2021 年，孫承志換了新身份，他來到南京信息工程大學，成為遙感與測繪學科領軍人才，遙感與測繪工程學院研究員。

孫承志說，衛星測繪事業的重要意義在於，讓大家不僅看到今天，還要看到明天。" 加入南信大，除了利用自己多年業界經驗，推動學校科研資源與民用遙感領域融合發展，更重要的是培養更多相關人才，推動衛星測繪事業不斷向前。"

助力資源三號發射，填補我國自主民用立體測繪衛星空白

2012 年 1 月 9 日，資源三號 01 衛星成功發射，我國擁有了第一顆民用高分辨率光學立體測繪衛星，填補了自主民用立體測繪衛星的空白。

該衛星實現了我國 1:50000 測圖從依賴國外衛星到使用國產衛星的根本性變革，使中國成為國際上少數幾個掌握成套衛星測繪技術的國家之一。

2020 年 7 月 25 日，資源三號 03 衛星成功發射，與目前在軌的資源三號 01、02 衛星共同組成了我國立體測繪衛星星座，進一步增強中國獨立獲取空間地理信息的能力，提升了中國測繪服務保障水平。

" ‘資源三號’系列衛星改變了我國測繪依賴航空攝影的方式。" 孫承志說，其中的核心要點離不開團隊開發的三線陣立體拍攝。

所謂立體拍攝，就是三台線陣相機按照前視、正視、後視方式排列（一台朝前、一台朝下、一台朝後），這樣衛星沿着一條軌道飛行的每個位置，都有三台相機跟蹤拍攝三個位置，模擬人的眼睛看，前、正、後視組合之後可形成多個立體的影像。

由於測繪相機從飛機平台提升到衛星平台，測繪帶寬從原來的公里級提高到了 50 公里，測繪效率也得到極大提高。

" 過去採用航拍測繪，全國全年的總成像能力在 70 萬至 100 萬平方公里，而通過測繪衛星，在不考慮雲層的情況下，59 天就可以對全球測繪一遍，精度也非常高。" 孫承志說，如今資源三號的三顆衛星實現三星組網運行，重訪周期也縮短到 1 天，2 米分辨率光學立體影像和平面影像對全國或重點區域的年度、季度、月度覆蓋能力大大提高。

打造飛行在宇宙的 " 攝像頭 "，瞄準地球拍出 "3D 大片 "

衛星上天，重點在於應用。利用遙感圖像，監測武漢火神山醫院和雷神山醫院的施工進度；汛期來臨之際，全天候無死角跟蹤拍攝湖區提供實時數據 …… 高分辨率系列衛星的廣泛應用，讓這些場景變得可觀可測。

作為高分專項工程副總指揮，孫承志一直致力於研製我國高分辨率對地觀測系統。" 不少工作我都有參與，尤其是高分七號衛星的研製，依舊曆歷在目。" 高分七號衛星全稱高分辨率國土測繪衛星，於 2020 年 11 月 3 日成功發射。

高分辨率有多清晰？孫承志解釋，高分七號衛星能達到 1:10000 比例尺，對地物的平面定位精度優於 7 米，高程精度優於 1.5 米。" 高分七號衛星能夠更準確地定位地物位置、識別更多細節。打個比方，以往我們只能夠定位比較寬闊的高速公路，現在則能夠精確定位鄉間小路的位置。"

這麼高的分辨率如何實現？孫承志說：" 這要歸功於它上面配置的拍照和測繪‘神器’，它搭載了雙線陣立體相機、激光測高儀等有效載荷，突破了亞米級立體測繪相機技術。" 團隊經過多輪科技攻關，把兩項技術合併到一顆衛星上，這樣就能獲取高空間分辨率光學立體觀測數據和高精度激光測高數據。

" 不僅如此，高分七號衛星繪製的圖像是立體的，用它測量的地圖上，建築物不再只是一個個方格，而是一個個立體模型。" 孫承志表示。

服務社會，培養新時代航天遙感力量

" 如沐春風，這是和孫老師交往互動中，我最直接的感受。"2021 級遙感與測繪工程學院資源與環境專業碩士研究生趙光輝，在 2021 年 9 月成為孫承志進校後的首名碩士研究生。" 孫老師非常注重學習能力的培養，雖然時間不久，但是孫老師深厚的知識儲備和卓越的科研學術能力，讓我的理論和實踐都取得了很大進步。"

" 做導師基本上是跟學生朝夕相處，看到他們取得進步時，我也很高興。" 今年，孫承志又帶了 5 名碩士生和 1 名博士生，談到對學生的期待，他說，" 希望我的學生能懂得嚴謹、認真和精益求精對科研工作的重要性，同時大家要珍惜在校學習新知識和技能的時光。"

" 未來一段時期，我國航天測繪科技將迎來發展黃金期，需要大量的人才資源。" 孫承志說，回到校園站上講台，一切為了新一代成長。" 這些年，我內心對老師這一職業充滿嚮往，加入南信大就算是圓夢了。"

當前，測繪技術與以移動互聯網、大數據、雲計算為代表的新一代信息技術正加速融合，並催生各種地理信息新應用、新產品和新服務。" 商業航天領域需要眾多高校、科研單位和研究人員參與。" 孫承志說，他希望將高校的教育優勢轉化為航天測繪的人才優勢，同時，實現企業與科研單位的無縫對接，將原創性技術直接轉化為市場產品。

通訊員 嚴常坤 白雪 周宏怡 現代快報 + 記者 李楠

（受訪者供圖）