逐梦苍穹 | 武汉大学吴华意教授:江山寥廓,万事自为
- 2026-08-13 21:23:08
逐梦苍穹 | 武汉大学吴华意教授:江山寥廓,万事自为
“天行健，君子以自强不息”（《周易·乾卦·象传》），吴华意喜欢他办公室墙上挂着的这幅书法作品。 
一、学术萌芽：从江南学乡到黄浦江畔的求索 
1978年，浙江东阳的巷弄里，吴华意正坐在门前的小板凳上默背着《送东阳马生序》。在这座以“教育之乡”闻名的浙中小城，读书的传统深深刻进了他的成长基因。“我们那时候，家里再穷也要让孩子上学，就是没饭吃，哪怕是把家里的窗户门板拆掉卖掉，也要让小孩上学。”他常回忆起自己的中学时代——每天清晨五点半，就着小河边的微光朗读英语，住校生们挤在漏风的宿舍里，把“读书改变命运”当作唯一的信仰。 1966年，吴华意出生在画水镇吴宅村。天资聪颖的他从小名列前茅，1984年以全县理科总分第一的成绩考入复旦大学；1988年推荐免试进入武汉大学统计学系攻读概率论与数理统计专业硕士；1995年开始读博，4年后毕业于武汉测绘科技大学摄影测量与遥感专业。2002年3月到2003年10月，他去往加拿大约克大学从事博士后研究。2008年10月到2011年4月，他赴美国乔治梅森大学进行学术访问，并担任智能空间计算中心副主任。 回忆起这些学习和海外工作经历，吴华意感慨，自己的成长和父母的言传身教是分不开的。他的父亲是个木匠，但是个有思想的木匠。父亲喜欢阅读和思考，家里收藏有《三国演义》《红楼梦》等书籍。儿时的吴华意，几乎每个晚上都在父辈们讲述的各种神奇历史神话故事里恋恋不舍地睡去。 “特别是夏天，没有空调，我们在门外空地上搭起木板乘凉，长辈们就给孩子们讲各种各样的故事，神话的、历史的、哲理的，鼓励、引导孩子们树立正确的人生观。”吴华意回忆道。他的许多处世品格和生活习惯，就是在这种润物无声的教育中养成的。从父辈以及优秀的同龄人身上，他学到了勤奋、坚持、追求卓越的品质，推动着他在学业事业上不断地前进。 硕士毕业后，吴华意曾经到湖北大学工作过一段时间，先后在区域规划研究所、商学院、资源与环境学院任教，这些经历让他受益匪浅。后来在做区域规划的项目时，因需要使用地理信息系统软件，他主动参加培训、自学编程，最终转入地理信息领域，前往武汉测绘科技大学攻读博士学位。 这些经历对吴华意意义重大，未曾经历过从校园到职场、从理论到实践的过渡，便难以体会其中的艰辛。只有亲历实际应用与工作场景，才能明晰所学知识的实用价值与个人兴趣所在。 吴华意坦言，在学术研究过程中，东阳人的精神给了自己很大的激励，亦即深耕一个专业，把研究做到极致。“一件事情要么不做，要做就要一直把它做下去而且做好，过程中可能会碰到失败、挫折，但是贵在坚持下去。”吴华意这样讲述。 
二、筚路蓝缕：国产地理信息基础软件GeoStar的征程 
吴华意刚进入地理信息领域时，国内该领域尚处于起步阶段，发展较为滞后。当时，国内地理信息系统市场几乎完全由美国产品主导，没有自主研发的基础软件。直到1996年，GeoStar项目的启动才让这一局面出现了转机。 20世纪90年代中期，为扭转我国“人才出口、软件进口”的窘境，时任国家科学技术委员会副主任、实验室学术委员会主任的徐冠华院士将发展国产GIS软件作为重要突破口。在此背景下，科技部提出“引入竞争机制、坚持滚动发展、加强科技攻关、促进产业建设”的总体方针，组织实施“九五”科技攻关重中之重计划“国产基础地理信息系统平台开发”。该计划于1996年启动，依据各项目单位的年度测评结果，实施动态择优支持。 1995年9月，吴华意考入武汉测绘科技大学摄影测量与遥感专业攻读博士学位，师从李德仁院士和龚健雅教授，并加入地理信息系统软件GeoStar研发团队。在1996年3月的摸底测评中，GeoStar表现优秀，获得“九五”科技攻关重中之重计划支持。在“面向对象的地理信息系统基础软件GeoStar的开发与商品化”项目中，吴华意主要负责空间分析模块，包括几何计算、拓扑关系计算、矢量缓冲区计算、多边形叠置运算等基础和核心算法的设计开发工作。 1996年夏，GeoStar项目启动之际，正值长江中游的梅雨时节。虽然团队此前已经开发过单机版的GeoStar，但受限于当时的技术条件，采用的是面向过程的编程方法，几何数据存储依赖文件系统，仅能在Windows平台单机运行。而新版研发则需要实现三大突破：采用面向对象方法、数据库存储几何数据、支持局域网跨平台运行。团队深知，要实现这些技术目标，必须进行完善的需求分析和系统设计，否则无法形成稳定运行的工程化产品。 为了有一个良好的开端，研发总指挥龚健雅教授决定利用学期末与暑假时间，前往宜昌隔河岩水库集中封闭开发。团队收拾好随身必需的行李，带着服务器台式机以及众多网络设备，清晨时分就从武汉出发了。出发时武汉是阴天，上高速后逐渐下起了小雨，过了枝城长江大桥后，中巴开上了曲折颠簸的山路，同时雨也越下越大。下午三点半左右，大家乘坐的车开在深山的泥石路上，顷刻间乌云压顶，不一会儿就狂风大作，大雨倾盆，雷电交加，残枝落叶横飞。司机只能放慢车速，艰难地驾车前行，正打算找一个略微开阔的路边躲避一下，轰隆一声，车后传来一声巨响。大家赶紧通过后窗查看，一棵直径约20厘米的大树，正横卧在刚刚驶过不到10米的道路上，把整条小路全部封死了。来不及平复刚刚受到惊吓的情绪，大家整理行装继续前行，心中急切地期许着天气赶快变好、行程一切顺利。约1小时后，当车辆抵达目的地——清江边的一处招待所时，风渐消散，雨已停息，一道彩虹飞跨清江，两岸高山巍然矗立。 对于这段经历，吴华意记忆犹新。从心惊胆战到“拨云见日”，既是天气的风云突变，也是研究进程的蜕变。在那段基本不出招待所的日子里，一群人每天就是讨论、设计、吃饭、睡觉，时而欢欣鼓舞，时而愁云密布。好在两三个月的朝夕不辍终于换得一个完整的设计方案，为后续的开发打下了良好的基础。 紧张的开发工作催动着时间飞逝，到了1997年的6月初，团队赴北京参加立项后的第一次大考。因为采用面向对象的设计方法，起点高，难度大，工作量繁重，GeoStar在此次测评中虽然获得了滚动支持，但表现并不突出。然而大家并未气馁，斗志不减，稍作休整后，就再次投入紧张的封闭开发。经过一年多的全力推进，GeoStar软件平台和系列产品再次参加1998年6月底至7月初的科技部测评。凭借过硬的技术、成熟的软件设计以及团队成员的沉着应对，GeoStar基础软件和Web应用软件受到科技部表扬。此后，尽管GIS产业起起落落，诸多软件昙花一现，GeoStar却始终屹立不倒。1999年的测评报告指出，GeoStar在实用性方面显著优于国外软件。2000年测评，GeoStar再度获得表彰。直到今天，GeoStar软件已历经桌面系统、网络系统、三维虚拟地球、智慧城市运营平台、实时服务系统等阶段演进，广泛应用于数百项国家及省市重大工程，持续发挥着重要作用。 
三、民生实践：数字代码的市场化之路 
如何用自己所学，更多地为国家、为人民作贡献，解决一些实际需要，这是吴华意一直在思考的问题。随着城市化进程加快，停车难问题在许多大城市愈加凸显。从2013年开始，吴华意和企业合作，提出将测绘遥感技术应用到停车库系统的想法，并带领研发团队着手研究。 “我们这个立体停车库技术，很重要的一点就是应用了测绘遥感技术。只要车子开过来，传感器、摄像头就把车子的长、宽、高，还有车轮胎的方位等全部测好。”吴华意打了个生动的比方，把测绘遥感技术应用到停车库系统，相当于给车库加装了“眼睛”和“大脑”，使它更智能。进入智能立体停车库后，驾驶员只需要把车停在车位上，无须刻意摆正，短短50秒，车子就能自动停到上方的车位里。这一创意从提出到应用，前后历时8年多，其中艰难与不易不言而喻，最终成功验证了测绘遥感技术应用于智能停车领域的可行性。 这次实践成功催生了更宏大的科研图景。眼下，吴华意正带领武汉大学时空计算与地理空间智能团队，开展关于智慧城市、智慧农业等更多方面的研究和应用探索。“从技术角度来说，我们现在的研究方向，实际上是基于地理信息的数字孪生、元宇宙，这也是整个世界当前的发展方向。” 时空大数据挖掘与分析主要结合当下人工智能技术，利用多模态数据进行综合处理。这一分析过程，类似现在的大语言模型，用户可以通过提问获取结果。然而，相较于通用大模型，时空大数据分析输出的结果通常更深入、全面且专业。当前通用的单一大语言模型存在一个普遍问题：它们对通用知识掌握较好，能有效回答相关问题，但在特定专业领域（如地理信息）则容易出现“幻觉”现象，即产生虚假或捏造的信息。针对这一挑战，吴华意教授提出了5HiNet（五层混合智能网络）知识图谱模型。“通用大模型像博学的高中生，什么都懂但不精，而地理信息领域需要的是具备专业深度的‘博士’。”5HiNet模型的核心在于，它能系统性地组织起地理信息领域的专业知识，构建成一个知识库。将该知识库与大语言模型相结合，提升模型在地理信息领域的性能和应用能力，能大大推动相关领域的发展。 
四、桃李春秋：一位师者的经纬之志 
基于自身的成长经历和对学术的理解，吴华意认为，一个好的研究者应该具备以下几个关键素质：其一，独立思考的能力。学习分为几个阶段，本科、硕士和博士，不同的阶段有不同的要求。本科生要掌握解决问题的操作步骤，研究生需要独立解决问题，博士则要自主发现并解决问题。其二，主动性。人不是电灯泡，而是发电机。电灯泡在有电的时候会亮，没电的时候就不亮。我们要做发电机，要驱动周围的人，让他们亮起来，不管刮风下雨，都要主动地去做，主动去发电。原武汉测绘科技大学创始人王之卓院士说过，没有一件事情注定就是谁做的，谁做了就是谁的。所以说，主动作为，天地方宽。其三，勤奋。人与人的差别主要在于勤奋程度。光思考而不花时间实践，终究徒劳。因此，非学术素质中，独立思考、主动、勤奋是一名预备学者的必备品质，而学术素质，比如文献阅读，可以通过后期学习培养。 “培养出优秀的学生是我最大的快乐。”吴华意在武汉大学先后开设了十几门课程，培养出30余名博士和50余名硕士。他认为，优秀研究生的知识结构应是“十字形”：横向代表广度，纵向代表深度。为拓展广度，吴华意想出了“我为大家读书，大家为我读书”的办法。他在团队内部确立了组会制度，每周固定时间召开学习报告会，分享学科最新进展，几年来风雨无阻。为挖掘深度，他要求学生在科研项目中践行“读、说、做”结合的思考式学习，通过提问深化认知，直至触及研究前沿。在这样的努力下，吴华意培养的学生走上了祖国各地的工作岗位，许多成为单位骨干，在不同的领域闪耀着同样明亮的光芒。 吴华意在教育教学的过程中深深地感到，一个具有良好师德师风的教师，会对他的学生有多么深刻的影响。从教师个体出发，吴华意认为需言传身教并重。要想把学生培养成有道德且有团队精神的人，教师自己首先就必须成为一个有道德的人。学识只能满足学生一时的求知愿望，真正能使学生终生难忘的是人格和道德的力量。而人格和道德的力量不是靠说，而是靠做出来的。正所谓“喊破嗓子，不如做出样子”，“身教”能让学生眼见为实，激起思想共鸣，进而促进对“言传”的认同和接受，最终实现对学生心灵和人格的塑造。因此，教师要求学生怎么做，自己先要做出表率，这样才能让学生信服，才能赢得他们的尊敬。 初审：侯 琳 复审：余易举 终审：宋启凡 
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