张祖勋

张祖勋 - 人物简介

张祖勋，江苏无锡人，摄影测量与遥感学家，教授、博士生导师，全国高等学校先进科技工作者，国家级有突出贡献中青年专家。1995年11月，当选为国际欧亚科学院院士。2003年当选为中国工程院院士。

张祖勋教授长期从事摄影测量与遥感的教学和研究工作。主持完成了多项国家和部委重大科研项目，在航空（天）影像测图自动化方面取得了国际一流的研究成果，曾获得国家自然科学二等奖、国家科技进步二等奖等一系列国家和部委的奖励。推出拥有自主知识产权的数字摄影测量系统VirtuoZo，迄今为止在国内外已经推广应用1000余套，产生经济效益逾亿元。

张祖勋院士主持完成了多项国家和部委重大科研项目，为推动我国摄影测量的产业革命做出了突出贡献。其航空(天)影像测图自动化研究成果获得了国家自然科学二等奖、国家科技进步二等奖等多项国家和省部级奖励。1994 年在澳大利亚推出了具有我国自主知识产权的数字摄影测量系统 VirtuoZo。1996 年又成功地开发了微机版，实现了摄影测量产业的跨越式发展。VirtuoZo 在国内外已经推广应用 1000 余套，产生经济效益逾亿元。

近年来，张祖勋教授致力于将数字摄影测量的最新发展应用于工程设计、工程测量与数码城市的建立等领域，使摄影测量在工程领域中开创新的应用。建立新一代航空航天数字摄影测量处理平台――数字摄影测量网格(DPGrid)，并于2007年通过国家测绘局鉴定。2009年，基于DPGrid（数字摄影测量网格）的正射影像更新项目通过国家测绘局鉴定，整体上达到国际领先水平。

撰写论文、著作二百余篇，被SCI、EI检索七十余篇，著作“数字摄影测量学”获1999年“全国优秀科技图书奖”暨“科技进步奖（科技著作）”三等奖。培养硕士、博士研究生五十余名。

1988~1997 年，张祖勋院士曾任武汉测绘科技大学副校长，1989 年筹建、主持了测绘遥感信息工程国家重点实验室，1995 年当选国际欧亚科学院院士。

张祖勋 - 个人经历

1955年　在苏州市苏州一中高中毕业，同年进入上海同济大学测量系学习；

1960年本科毕业于武汉测绘学院，留校任教；

1968年研究生毕业于武汉测绘学院航空摄影测量系；

1970-1975年调入解放军测绘学院任教；

1976年　在瑞士著名测绘仪器厂学习；

1988－1997年，张祖勋院士任武汉测绘科技大学副校长

1989年，筹建、主持了测绘遥感信息工程国家重点实验室（1996年在国家评估中，列地学类第五名。2000年列地学类第四名，成为国家优秀重点实验室）；

1994年9月在澳大利亚推出了具有我国自主知识产权的数字摄影测量系统VirtuoZo。1996年又成功地开发了微机版，实现了摄影测量产业的跨越式发展。

1995年当选国际欧亚科学院院士；

2003年当选为中国工程院院士

现为武汉大学遥感信息工程学院教授、博士生导师，中国矿业大学兼职教授。

张祖勋 - 人物事迹

张祖勋是著名摄影测量与遥感专家。男，1937年出生于江苏无锡。

1955年进入同济大学测量系学习，1956年进入武汉测绘学院学习，1960年毕业于武汉测绘学院并留校任教，1968年研究生毕业于武汉测绘学院航空测量系。1970-1975年于解放军测绘学院任教。1986年起任武汉测绘学院航测系主任，1988年至-1997年任武汉测绘科技大学副校长。1989年负责筹建测绘遥感信息工程国家重点实验室并任实验室主任。1997年受聘为同济大学兼职教授。2003年当选为中国工程院院士。现为武汉大学遥感信息工程学院教授，博士生导师。

张祖勋教授长期从事摄影测量与遥感的教学和研究工作，在摄影测量领域有很深的造诣，为我国摄影测量由模拟到解析再到全数字化的跨越式发展、特别是数字摄影测量的快速发展方面做出了突出贡献。从20世纪70年代末期起，在王之卓先生关于开发“全数字自动化测图系统”的建议与指导下，经过20多年的研究、开发，直到该系统的产业化，他取得了一系列重大成果。张祖勋教授不仅是该领域的学术带头人，而且是我国摄影测量产业实现跨越式发展并走向世界的开拓者之一。

随着计算机技术的快速发展，在“七五”期间，张祖勋系统地提出并实现了基于精密光机的模拟测图仪的计算机控制，进行解析化技术改造，为摄影测量的发展迈出了重要的一步，该项成果获国家测绘科技进步二等奖。

他提出了一系列推动摄影测量向全数字化方向发展的创新理论。数字摄影测量是用计算机代替传统的价格昂贵的光、机仪器，用影像匹配代替人眼进行立体观测，是摄影测量从理论到实践最彻底的革命。 70年代末，他就主持由王之卓院士提出的“全数字自动化测图系统”的研究。 在国家从“六五”到“九五”计划的连续支持下， 取得了开创性的理论研究成果，例如：航空影像的一维核线排列、航天影像的近似核线理论、将待定点置于匹配窗口边缘的“跨接法”理论、基于跨接法的“整体影像匹配”理论等极大地提高了计算机识别同名点的可靠性，为我国的数字摄影测量系统走向世界奠定了坚实的理论基础。该项成果获国家教委科技进步一等奖、国家自然科学二等奖。

张祖勋的数字摄影测量研究成果享有很高的国际声誉，促进了摄影测量的跨越式发展，并使之产业化，走向世界。1994年，在澳大利亚首次推出具有我国自主知识产权的数字摄影测量系统VirtuoZo的SGI工作站版。 1997年起，又有包括Intel在内的国际风险投资公司投资于原武汉测绘科技大学创建的适普软件公司，成功地开发了VirtuoZo的微机版。目前，它已经在国内外得到广泛应用，实现了我国摄影测量产业的跨越式发展。数字摄影测量理论的发展，彻底简化了摄影测量的仪器设备，改变了摄影测量的“贵族”身份。过去只有极少数院校能进行摄影测量教学，而今已有约四十所院校开展了摄影测量教学工作。VirtuoZo的推广获国家测绘科技进步一等奖，国家科技进步(推广类)二等奖。VirtuoZo从1996年ISPRS维也纳大会至今，一直受到国际上的高度评价。

当前，包括VirtuoZo在内，全球只有美国、德国、瑞士等极少数国家具有功能齐全、自动化程度高的DPW。在2000年国际摄影测量与遥感学会阿姆斯特丹大会的报告中，瑞士苏黎士高等工业大学对三套国际上著名系统所作的冰川地貌试验进行比较后认为：在精度、速度、价格和易用性方面，最好的是VirtuoZo。2002年，前国际摄影测量与遥感学会主席(1992-1996年)村井?俊治教授，就VirtuoZo在日本“测量”杂志上撰文称：“我想我们已经到了该向中国学习的时候了”。

张祖勋不断探索、创新，拓展数字摄影测量应用的新领域。

他将数字摄影测量与最小二乘平差理论完美地结合起来，提出了广义点理论，成功地将广义点理论应用于工业零件测量、飞机飞行时姿态角测量、数字线划图与影像的精确配准等，其中线划图与影像的精确配准为线划图的自动修测奠定了坚实的基础。

他将航空影像的“匹配”理论扩展到多比例尺、多光谱的遥感影像，实现了它们之间的高精度自动配准，每分钟可识别3－5万个同名点，完全改变了用人工找控制点速度慢、精度低的现状，解决了多源遥感数据融合的关键技术。

他提出将“全站仪”与“量测数码相机”集成在一起，构成“摄影全站仪”并取得了国家专利，实现了数字摄影测量与工程测量的集成，开创了新的应用领域。

他提出将视频测量应用于城市建模，为建立数码城市开创了全新途径。在与日本MapMaster公司的合作项目中，他提出将“机载、车载摄像机多航带序列影像、地图数据与机载激光扫描（LIDAR）数据”有机结合，进行视频摄影测量。通过空中三角测量将影像与地图上的建筑物一一对应，通过线特征匹配将影像与建筑物的结构线一一对应，有机高效地将“几何建模”与“纹理映射”集成于一体。通过日本东京“银座” 等地的试验，日方称“想象不到的效果”，为快速数码城市建模奠定了基础。

他提出并研制的工业（近景）测量通用旋转平台已经申请国家专利，上海同济大学等科研机构已经购买该设备用于科学研究。另外，该旋转平台还出口到日本用于精密工业测量等应用。

他提出采用价格低廉的无人驾驶飞艇，结合差分GPS、电子罗盘等设备，实现无人驾驶飞艇的自动控制，并在艇上搭载数码相机获取序列影像，然后通过专用软件快速进行数据处理，满足局部地区三维建模，大型土石方量计算等方面的需求。

在深入研究目前非常热门的航空数码相机、大范围同轨立体卫星影像的数据处理重点和难点后，他提出基于全新的同名特征匹配及相关理论和算法，采用刀片式计算机和网络存储系统快速处理海量影像数据，建立新一代航空航天摄影测量数据处理平台。

张祖勋撰写论文、著作100余篇，被SCI、EI检索30余篇。他注重人才培养，特别是对研究生的培养，既循循善诱，又严格要求。目前已培养研究生50余名，在读博士生10名。

张祖勋 - 研究成果

他的全数字化自动摄影测图系统的产业化产品VirtuoZo（含有艺术家、虚拟摄影测量等多种意思），彻底简化了数字摄影测量的仪器设备，改变了摄影测量的“贵族”身份。他开发的具有我国自主知识产权的数字摄影测量系统 VirtuoZo在国内外已经推广应用1000余套，产生经济效益逾亿元。使我国的数字摄影测量走到了世界前列，为中华民族争了光。
而且这个测量系统早在1997年就开始应用它进行三峡坝区每年一次地形图的快速更新；敦煌研究院将它应用于壁画保护；苏黎世高等工业大学利用它，对阿富汗巴米扬大佛图像成功地实现了三维重建。德国、比利时利用它处理corona卫星影像；英国利用它处理aster立体卫星影像；韩国数码城市的设计使用的是它、瑞士eth使用的也是它——VirtuoZo。

张祖勋 - 学术著作

撰写论文、著作二百余篇，被SCI、EI检索七十余篇；
著作“数字摄影测量学”获1999年“全国优秀科技图书奖”暨“科技进步奖（科技著作）”三等奖。

张祖勋 - 人物贡献

他推动了摄影测量领域的一次革命，使原来需用价值几十万元精密仪器才能完成的工作，现在只需一台计算机就能完成;中国三峡工程、被毁的阿富汗巴米扬大佛的三维重建等许多国内外著名工程都有他主持研制的全数字化自动测图系统的影子;他不仅是我国摄影测量学科领域的学术带头人，而且是我国摄影测量产业实现跨越式发展，并走向世界的开拓者之一。 他就是武汉大学教授、中国工程院院士张祖勋。

他70年代就开始了到90年代仍处于国际先进水平的数字化研究
张祖勋是新中国培养出来的第一批摄影测量与遥感学家。1960年毕业于武汉测绘学院航空摄影测量专业，后留校任教。1978年，当他的老师、我国摄影测量与遥感学科的奠基人王之卓院士提出“全数字化自动测图系统”的构想时，国内外许多人都觉得不可思议。由于当时技术发展的限制，多数人认为“底片是影像最好的信息载体”。王之卓先生的观点相当超前，直到上个世纪90年代初，还有人持怀疑态度。1992年在华盛顿召开的国际摄影测量与遥感大会上，一厂商举起一张航摄底片说:“这上面的信息量是100兆。”把底片转了一下又道:“数字影像能如此实时旋转吗?”

然而，当时作为王之卓得力助手的张祖勋却对老师给予了坚定的支持。他顶住各方压力，毅然开始了漫长艰辛的探索之旅。1979年，张祖勋领导的课题组开始了项目试验。那时，他们仅有的设备是一台上海产的TQ-16晶体管计算机，数据输入靠的是早已淘汰了的穿孔纸带，试验只能一个点一个点人工读数、记录、穿孔进行。工作繁琐，速度极慢，但认真得近乎固执的张祖勋始终不肯放弃。整整6年，到1985年初，课题组终于编制出“全数字化自动测图系统软件包”，其研究成果达到上世纪80年代国际先进水平，引起整个测绘界的震动。一专家说，在如此简陋的设备上作出这样的成绩，实在少见。 然而，张祖勋并没有就此满足，他又果断提出:“我们的研究成果从严格意义上来说还只是停留在理论阶段，我们必须做出能够应用的实际产品。”1986年，张祖勋又领导课题组开始研究“全数字化自动测图系统中间成果的应用”。又一个6年过去了，1992年6月，经过扩充与完善的全数字化自动测图系统软件——WuDAMS第三版诞生了，这是一个具有实用性的研究成果。

摄影测量是利用影像进行测绘的学科，它经历了模拟、解析、数字三个发展阶段，前两种方式测量仪器价格昂贵，测量人员工作量大、效率低。而张祖勋主持研制出的“全数字自动化测图系统”用计算机代替传统仪器，用计算机影像自动匹配代替人眼进行立体观测，实现了测图自动化，且精度更高，是摄影测量从理论到实践最彻底的革命。
这项由王之卓倡导、由张祖勋历时14年主持完成的全数字化自动测图科研成果于1993年获得国家自然科学二等奖。1995年11月，张祖勋当选为国际欧亚科学院院士。

他走了一条先国际化后国产化的与众不同的产业化之路
“一个科学家最大的幸福是出成果，而且成果被社会承认，转化为生产力，为社会发展作贡献!”这是张祖勋的幸福观。他为“全数字化自动测图系统”的产业化倾注了大量心血。他审时度势，决定走“先国际化，后国产化”的与众不同的产业化发展道路。

这个系统原来的英文名字是SoDAMS(数字化自动测图系统软件)，他接受一位外国朋友的建议，给它改了个响当当的英文名字:VirtuoZo!在英文中含有“艺术家”、 “虚拟摄影测量”等多种意思。

1994年，张祖勋与澳大利亚合作，在澳大利亚黄金海岸首次推出具有我国自主知识产权VirtuoZo的SGI工作站版。当初谈判时，澳方要求1992年之前的知识产权属武汉测绘科技大学，1992年开始合作后，知识产权属“双方共同所有”。张祖勋据理力争一个星期，对方才同意在长达23页的合同上注明:“武汉测绘科技大学拥有版权!”正是这关键的一笔，才有了VirtuoZo的今日。

VirtuoZo，这个诞生在澳洲的“炎黄之子”，开始了它驰骋世界之旅。在1996年国际摄影测量与遥感学会的维也纳大会上，由美国Leica公司产品总监Walker先生、英国Glasgow大学Petrie教授所作的特约报告称，“VirtuoZo是一个羽翼丰满、具有很多创新特点并正在参与全球竞争的产品。”

1996 年7月，Intel等国际风险投资者和武汉测绘科技大学联合投资在武汉成立了适普软件公司，研发出VirtuoZo微机版，并被广泛推广。

VirtuoZo在国内外的水利、铁(公)路、城市、电力、世界文化遗产保护等领域得到广泛应用。三峡工程早在1997年就开始应用，进行三峡坝区每年一次地形图的快速更新，制作三峡工程建基岩面影像图，用于地质素描和地质分析，制作高清晰大视野的全景影像图等;敦煌研究院将其应用于敦煌壁画保护;苏黎世高等工业大学利用VirtuoZo，对被毁前的阿富汗巴米扬大佛图像进行半自动量测，成功地实现了三维重建;德国、比利时用于处理CORONA卫星影像;英国用于处理ASTER立体卫星影像;韩国应用于数码城市……VirtuoZo微机版迄今共推广约2000套，遍布全球，产值超亿元。其推广获国家测绘科技进步一等奖、国家科技进步(推广类)二等奖。 VirtuoZo的推广和应用，彻底简化了数字摄影测量的仪器设备，改变了摄影测量的“贵族”身份。过去只有极少数院校能进行摄影测量教学，到目前已有约40所院校可以进行，且促使我国摄影测量生产方式完全改变，生产规模扩大，产值大幅度提高，促进了摄影测量生产的跨越式发展。
例如，四川省测绘局遥感院使用VirtuoZo后，价值上百万元的 OR-1(瑞士)等价格昂贵、体积庞大的传统摄影测量仪器进了博物馆，1998年到2002年五年中产量、产值提高10倍以上。

VirtuoZo在国际上声誉很高。在2000年国际摄影测量与遥感学会的阿姆斯特丹大会上，瑞士苏黎世联邦技术大学称，他们将国际上主要的三个摄影测量系统用于冰川的研究并进行了比较，发现VirtuoZo完成任务是最好的，也适用于起伏的地形;计算时间是最短的，比其它两个系统快一个数量级;三个系统中，在精度、速度、价格和易使用方面VirtuoZo都是最好的。2002年，国际摄影测量与遥感学会原主席、东京大学教授村井俊治在日本《测量》杂志撰文《中国的IT行业登陆日本》称:“最先商品化的软件是张祖勋教授开发的利用数字影像匹配进行数字摄影测量的软件名称叫VirtuoZo，这个软件就是一个数字摄影测量的优秀产品。我想我们已经到了该向中国学习的时候了。”

他不断探索和创新，拓展了数字摄影测量应用的新领域
张祖勋常对学生和助手讲自己1976年在瑞士著名测绘仪器厂学习时遇到的一件小事──有人指着一台航测仪器上的螺丝对他说:“中国造不出这样精密的螺丝!”张祖勋说，这件小事给他的启迪是，只有严谨的治学态度才能出好成果、好产品。正是凭着这份严谨认真，张祖勋取得了一个又一个丰硕的成果。

他系统地提出并实现了对精密光机的模拟测图仪，引入计算机控制，进行解析化的技术改造，为摄影测量的发展迈出了重要的一步。他系统全面地发展了摄影测量的理论，在数字摄影测量理沦、影像匹配的理论与方法等方面取得了突破性成就。

他不断探索、创新、拓展数字摄影测量应用的新领域:
他将数字摄影测量与最小二乘法理论完美地结合起来，将基于“点”的摄影测量拓展到“直线、圆、直线+圆弧”。与日本Amtech公司合作，解决了他们对加工零件(板金件)一直进行人工检测的问题，实现了高精度、自动量测。 他将航空影像“匹配”的理论扩展到多比例尺、多光谱段的遥感影像，实现了它们之间的高精度自动配准，每分钟可识别3-5万个同名点，完全改变了用人工找控制点，速度慢、精度低的现状，解决了多源遥感数据融合的关键技术。他提出了利用正射影像与“立体配对片”构成“工程设计三维可视化平台”，使设计人员能够在“三维实地模型”上进行设计、规划，增加了工程设计的“可视化”。电力设计部门已经应用该平台进行输电线路的设计，将选线、断面采集等功能集于一体，直观、高效。

他提出将“全站仪”与“量测数码相机”集成在一起，构成“摄影全站仪”，使数字近景摄影测量在工程测量中开创了新的应用领域。

他提出多航带“视频测量”，通过日本东京的“银座”等地的试验，获得了日方“想象不到的效果”，为建立数码城市开创了全新途径。

他撰写论文、著作100余篇(部)，被SCI、EI、SITP检索20余篇(部)。

他注重人才培养，特别是对研究生的培养，既循循善诱，又严格要求。已培养研究生50余名，目前在读博士生12名。
如今，66岁的张祖勋院士依然行色匆匆，他正忙于在学校筹建摄影测量与计算机视觉实验室，想将数字摄影测量的理论拓展到国防、近景摄影测量与数码城市等领域进一步应用。

张祖勋 - 人物轶事

瑞士人制造的价值昂贵的精密仪器在张祖勋心中是可望不可及的宝贝，那时张祖勋被武汉测绘学院派到瑞士最先进的航测仪器厂学习安装调试，他至今仍记得瑞士师傅对他说过的一句话：你们中国人连我们仪器上的一颗螺丝钉也造不出。 　　

张祖勋：他说--像这样的螺丝钉，你们国家造不出来，我说你是不是也太欺负人，中国人螺丝钉做不出来。然后他就跟我讲，他说螺杆和螺帽如何垂直，跟拧上去以后这个平面度如何要求紧，当你拧紧了以后，这中间是要真空，我一听那么复杂，要求就那么高，我想如果要在我们国家搞这玩意儿，别人可能会说你吹毛求疵，螺丝钉不就拧紧吗，如果我一拧紧你扳都扳不开，那螺丝的作用就满了。所以我的确感到一条，感到我们国家差距，跟他们差距之大。 　　

从瑞士回来，如何缩小中国与国际摄影测量的技术差距一直是张祖勋思考的问题。一年之后的1978年，当年过七十的老师王之卓院士提出中国摄影测量要走全数字化自动测图之路时，他眼前一亮，他认为这是一条完全可以抛开西方机械传统的崭新道路，作为年迈老师的得力助手，张祖勋毅然承担起探索新路的攻关重任。搞全数字化离不开计算机硬件和软件，然而当时的全世界的计算机水平都相当落后，国内外的专家几乎都认为这样超前的想法是不可思议，没法实现的。就连张祖勋本人也没想到为了完成这个几乎不可能完成的任务，他要花费整整14年。 　　

张祖勋：当时计算机的水平条件非常非常低的，----那个时候是在晶体管基础上开始做，--，四盘纸带数据一点点，而且刮掉了以后纸带会破，破了以后要很薄的胶带把边上补上，那是非常非常痛苦的。有了Nova(计算机)数据直接能够进磁带了，我觉得已经是不得了了， Nova(计算机)只有64K的内存，现在我想你们用64M的内存说这个实在太小了，128、512M内存，你说我差一千倍不是差十倍，所以当时条件说是非常困难，应该说是很先进，当时很先进，但是搞这么大的课题是很难很难。 　　

整整六年的艰辛努力， 1985年，达到了国际先进水平的全数字化自动测图软件包终于编制成功，它立即引起了测绘界的强烈震动。然而张祖勋并不满足于此，他决心要让这个软件从理论走向实用。这时他碰到数字化过程中一个最大难题：如何让计算机从两张不同角度的航拍照片几百万个点中快速而准确找到相同的匹配点。经过苦苦寻觅，又一个六年过去了，直到有一天，张祖勋看到一本讲人工智能图像处理的书籍，他获得了灵感，终于彻底而漂亮解决了影像匹配这一世界性技术难题。1993年全数字自动化测图科技成果荣获了国家自然科学二等奖。14年前组建的20多人的课题组中，只有张祖勋和一位助手坚持到了这最后。 　　

张祖勋：有的时候我常常给学生讲，我说我的很大的优点是会联想，不是你一天到晚想，吃饭也想，睡觉也想，不行，你要能够放得下，但是并不等于你放下的时候不想他，当你看到某一个东西，你一定会联想到这个事情我会做这个事情，那个时候你可以解决我什么问题，你必须要有很大的联想，所以当我看到这本书的时候，对我解决就有很大的可能。所以做学问难不是难刻苦地学习，而是不断地来锻炼自己，磨练自己能够有一种灵感能够联想起来，能够解决问题。 　

　1994年，成功的喜悦还未散去，张祖勋又做出了一个令人惊讶的决定：走出国门，借助国外资金与技术快速实现科技成果的产业化。在和澳大利亚的合作谈判中，张祖勋一直坚持软件的知识产权归中方所有，正是他的坚持才使拥有我国自主知识产权的软件迅速占领了国际市场，真正在世界摄影测量界掀起了一场更新换代的数字化革命。 　　

张祖勋：借了人家的鸡，生了我的蛋，不变成产品，绝对没有现在的影响， 我想作为一个知识分子有责任，因为这种成果说是你个人的，更多的我认为是国家的，是咱们国家的自己，如果我们做工程的人，能够更多的成功为全国，甚至为全世界的人民，我想这一条我们国家绝对是整个，真正发达起来。