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逐梦苍穹 | 武汉大学董震:聚点成云,万象可度

2026-09-07 17:15:19

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转载自微信公众号测绘遥感全国重点实验室，版权归原作者及刊载媒体所有。

人生之路从来不止一条，有人直奔目标，有人则在前行中慢慢校准航向，而董震正是后者。不同于那些目标明确、志存高远的理想化路径，他的科研之路起初带着几分偶然与徘徊——填报测绘专业，是出于就业与资源的理性权衡；攻读博士学位，则源于一段偶然的对话与鼓励。科研于他而言，并非从一而终的笃定，而是渐行渐悟中的自我探索；不是刻意接近的终点，而是步履不停后的坚定选择。

经年砥砺，择道笃行

高中毕业填报志愿之时，董震对“测绘”二字并无太多认知。彼时吸引他的，是学长关于这个专业“师资强、就业好”的描述，以及那门六院士联合授课的“测绘学概论”。在本科阶段，他虽未以学术为志业，却因成绩优异而获得保研资格，取得了继续深造的机会；后来攻读博士学位也并非预先规划，而是在偶然契机下水到渠成的选择：“那时本没有读博的打算，是女朋友提议我们可以试试。”起初的探索或许带有试探的成分，但随着项目的深入与经验的累积，董震逐渐厘清了自己的兴趣所在。那些日常中的探索与坚持——和师弟师妹们并肩讨论项目、攻克一个又一个技术难题——逐渐勾勒出他科研道路的清晰轮廓。这条道路，虽始于偶然，却日益坚定，虽困难重重，却步步拓展。

为了进一步提升能力、拓宽视野，董震走出国门，前往美国卡内基梅隆大学访学。卡内基梅隆大学是全球机器人与人工智能领域的顶尖学府之一，在那里，他深度参与了一个桥梁健康监测系统的研发项目，利用无人机对大型桥梁底部进行结构扫描与损伤识别，从而替代以往高风险、低效率的人工检测方式。该项目成功入选了美国的高校科技展，并获得了时任总统奥巴马的高度认可。这段访学经历不仅拓宽了董震的学术视野，更引发了他对科研本质的深入思索。他意识到，真正有生命力的科研，不仅源于专业领域的纵深推进，更有赖于跨学科的融合探索。这种理念的转变，使他在归国后以更加宏大的视野投身于城市时空智能等交叉学科领域。

时光荏苒，十载春秋。在武大求学的日子里，董震经历了从迷茫到笃定的心态转变，也有了日渐清晰的人生规划和学术志业——他曾希望毕业后能够留校任教，并编写一本关于点云数据处理的教材，将所学所得，真正转化为可传可继的知识体系。如今，这些目标已然实现：他集智成书，育人授业，让技术前沿与人才培养紧密相连，也让“点云”技术得以在时代洪流中落地生根，传续不绝。他以一名实干者的姿态，在一个又一个项目、一行又一行代码中，诠释着武大人“经世致用”的时代传承。

术业报国，攻坚克难

测绘之眼，看尽山川万象；点云之术，重塑城市肌理。所谓“点云”，是通过激光雷达等传感设备获取物体表面采样点的空间坐标后，所得到的大量三维坐标点的集合。这些点单看似乎毫无意义，但当它们密集排列、组织有序时，就能还原出城市、山川、树木等真实世界中的几何形态。这些原始而强大的数据点，承担着“将真实世界数字化”的重要使命：大到为城市建模构建几何骨架、为植被碳汇提供测算依据，小到无人驾驶的障碍识别、商业产品的3D展示，点云技术都在其中发挥了不可替代的作用。然而在这一关键技术上，中国曾长期面临着“用得上、改不了、跑不快”的窘境。在无人驾驶技术尚未兴起之前，点云在国内还是一个冷门词汇，领域涉足者寥寥无几，相关数据的处理几乎完全依赖国外软件。这些软件不仅价格高昂、操作复杂，而且不够智能，在面对中国高密度、非规则的空间形态时常常“水土不服”，难以适应我们的本土化需求。更严重的是，从2020年起，部分国外平台陆续对中国用户关闭授权接口，“技术断供”的风险真正显现。好在，真正面临“卡脖子”的现实压力时，董震和他的团队，早已在软件国产化的道路上前行多年。在武汉大学攻读博士学位期间，董震受到导师杨必胜教授的大力支持，带领师弟师妹们从零起步，克难攻坚，开始研发具有自主知识产权的点云智能处理平台——Point2Model。追述起步阶段的情形，他语气平静却饱含温情：“我们每半年集中开发一次，找个地方封闭起来，一拨人，一个月，就做一件事——写代码、跑模型、调程序。那时大家经常通宵，虽然累，但真的很开心。”

然而，软件开发不仅面临技术层面的挑战，更是对研发者耐心与细心的双重考验。董震坦言：“我们吃过最大的亏，就是闭门造车。”起初，团队按照学术逻辑搭建算法框架，一味提升软件性能，却很少考虑受众需求。结果产品推向市场后，反响冷淡，几乎无人问津。这次碰壁让他们彻底意识到，科研的最终归宿不是自我证明，而是为人所用。技术必须“为用而生”，不仅要“能用”，还要“好用”，让人“愿用”。自此，团队开始转变思路，走出实验室，深入用户单位开展实地调研。从数据格式到操作习惯，从使用偏好到个性需求，他们广泛吸纳用户的合理建议，重新打磨产品逻辑，最终成功研发出兼容性强、算法先进、能够真正扎根国土、服务国家重大战略需求的点云数据处理系统。随着功能的日趋稳定，Point2Model被正式应用于国家的实景三维工程，服务了包括上海、武汉在内的多个试点城市建设项目，深入到城乡规划、交通评估、碳储测算等多个领域，为数字孪生、城市建设等提供了重要的技术支撑。

回望这段从零起步、筚路蓝缕的历程，董震并未将其归功于“卓识远见”，他说：“那时候只是觉得中国得有自己的软件，我们能做，就去做了。后来国外禁用了，刚好我们已经在机缘巧合下走在了前面。”在董震看来，科研不是苦役，而是一种选择；不是负担，而是一种热爱。他认为，“科研如同攀登险峰，起步时可能步履维艰，但步步为营，不断向上，终能领略壮阔风光，收获登顶的喜悦。做研究也是如此，初期或许困难重重，但只要在实践中持续积累、精进技艺，就能逐渐得心应手。”他还将科研中的团队合作比作“协同攻关”，有些难题单打独斗难以攻克，但众人集智聚力、同心协力，自然能够所向披靡。在他眼里，Point2Model的研发意义，不仅在于实现了点云技术的国产替代，更在于培养了一批能真正把科研成果落地、将工程产品做实的年轻人。他们原本是一个个互不关联的“点”，却在共同的研发历程中相互激励，彼此照亮，最终汇聚成了一片星光闪耀的点云群落。

探赜索隐，汇智成章

正如董震的导师、武汉大学杨必胜教授所言：“点云是继地图与影像之后的第三类空间数据。”准确、实时的三维空间信息，是遥感测绘领域不可或缺的数据支撑，也是数字地球、智慧城市等工程实践的重要组成部分。然而，国内在点云方面的科学研究和本科教育起步较晚，尚未出现一部既能系统阐释理论体系，又符合项目实操逻辑的点云书籍。鉴于理论与实践中长期存在的脱节问题，师徒二人决定将多年的实践经验提炼为可供教学参考的文字体系，为国内点云智能处理领域的教材建设提供一个有益的样本。

这部书的写作，始于一个特殊的时间节点。2020年初，新冠疫情突袭武汉，城市封控，万物停摆。在这段被迫按下暂停键的日子里，两位学者反而得以从日常的教学活动与项目推进中短暂抽离开来，拥有了一段罕见的宁静时光。“要想把一件事做好，还真是需要沉下来，需要有一段安静的、不被打扰的时间。”远离了外界的喧嚣与干扰，沉淀多年的实践经验终于有了诉诸笔端的机会，而那些原本散落在论文、讲义中的研究成果，也在这一刻，逐渐凝结成字里行间的清晰体系。那段伏案写作的日子让董震印象极深：“当时整个城市封控，我在学校无法出去，成稿后要拿给老师看，只能隔着围栏递给他。”围栏冰凉，而手中的稿纸尚热，疫情拉开了师徒的现实距离，却未曾阻断书稿中流转的信念与共鸣。

大约半年以后，书籍成功出版。令人意外的是，这部原本面向专业人群且定价不低的学术专著，却在短时间内销售一空。此外，还有众多学者发来邮件，表达了对书籍内容的高度认可。这些正向反馈，无疑进一步坚定了董震的信念：科研的终点不止于发表和应用，更是一种知识的共享，一种跨越时空、彼此成就的“美美与共”。

几年后，随着课题组在算法、系统和实景建模等领域的不断进步，董震等人又在原著基础上补充更新，撰写了英文版专著Ubiquitous Point Cloud:Theory,Model,and Applications（《广义点云：理论、模型及应用》）。该著作汇集了杨必胜、董震团队10余年来在广义点云研究与工程实践方面的经验成果，系统介绍了智能化时代广义点云处理的最新理论和方法，涵盖数据采集、地理建模和下游应用等多方面的内容，既可以为测绘遥感、地理信息、数据科学、计算机视觉等领域的研究人员提供指导，亦可作为相关领域学生了解、学习与应用点云数据的参考书籍。科研是为了解决问题，而写书是为了让更多人拥有解决问题的能力。秉持着让研究成果惠及全人类的理念，他们不收版权费，也不设商业门槛，而是将书籍全文以PDF的形式免费向读者开放。这部书也因此成为为数不多的、由中国科研团队主编并面向全球发行的点云专著。

致用为本，图远谋深

做科研，不是为了在学术体系里刷存在感，而是要解决社会现实问题。受到导师杨必胜“不能学一身‘屠龙之技’”观念的影响，他常告诫学生，科学研究应面向国家重大战略需求，把论文写在祖国的大地上。

“你做得再漂亮，如果用不上，那就是‘屠龙之技’。”在他看来，真正有价值的科研，必须接得住现实落下的重量。国家急需的，往往是那些能够回应时代需求、直面现实痛点的技术——能落地的模型、能应用的系统、能实现国产化的软件、能解决“卡脖子”问题的方案。因此，他所主持的项目，无一不是从国家规划、行业瓶颈、社会需求入手——从打破国外封锁的点云处理平台，到建设“实景三维中国”的城市时空智能系统，再到支持“双碳”政策落地的植被碳储量估算技术……这些成果，最终都能从论文中走出去，走进政策、走进生活、走进土地。

为了让研究成果更好地为时代解题、为现实服务，他将科研重心从点云技术本身，逐步拓展到了更具战略意味的方向——城市时空智能与交叉学科研究。这一方向的突破口之一，是一个听上去不那么“热血”的项目：融合多源对地观测数据的城市植被碳储量时空建模关键技术与核心软件。

作为“十四五”国家重点研发项目之一，该项目的核心任务是利用高精度的遥感数据与点云技术，精准评估城市区域的植被类型、空间结构和碳吸收能力，从而为国家“双碳”目标和“园林城市”建设提供科学依据。“我们以前的城市绿化基本靠经验，城市植被的碳储量究竟是变大了还是变小了，没人说得清。”面对国际气候谈判中中国常被诟病“碳排放量大”的困境，他选择用数据展开反击：“我们要向世界证明，国内植被所吸收的二氧化碳，同样为全球气候治理做出了重要贡献。”因此，董震希望在遥感观测与时空建模的基础上，将全国600多个城市的植被碳可视化，打通“遥感测绘—碳储计算—数据分析”的完整链路，真正让“看得见的绿”变成“算得清的碳”。目前，董震团队已经在北京、上海、青岛、兰州、三亚等9个城市完成了城市植被碳储量的估算工作，并在此基础上，成功向中国测绘学会申请并制定了相关领域的标准和规范。

但董震并未止步于此。基于此前在点云结构分析与三维建模方面的深厚基础，他创造性地将智能交通、植被碳汇、清洁能源等多重视点整合起来，提出了面向未来的“城市‘双碳’大模型”建设体系。这一模型的初步构想，是从“减排”与“增汇”两方面入手，将测绘遥感技术与城市基础设施建设深度耦合，以虚控实，实现城市空间的复合利用。在他的构想中，城市建设不再只是空间上的单一延展，而是功能性的完善和利用率的提升。“以建筑为例，屋顶若铺设太阳能电池板，便成了能源生产空间；若设立停机坪，又可转化为低空交通节点。”谈及这些构想落地时的场景，董震难掩激动和憧憬的神色。于他而言，科研的意义不在于炫技，而在于担当；不在于自证，而在于自用——科研的归宿，应该是时代的洪流，是祖国的大地。

乐研明志，来路可期

自2007年踏入武汉大学以来，转眼已近二十载。在珞珈山的四时流转、东湖水的潋滟波光中，董震从求学者变成了引路人，也逐渐褪去青涩稚嫩，变得成熟稳重。他鲜少张扬自己的教学理念，却始终在温和中坚守分寸，在平静中秉持立场：“我始终认为，培养学生是第一位的，做项目是第二位的。培养学生必须因材施教，在他们兴趣和能力的基础上加以考量。”因此，在学生们选择研究方向时，他总是反复强调两个问题：“你喜欢什么？你擅长什么？”在他看来，“喜欢”是投入的基础，意味着快乐科研的可能；而“擅长”则是能力的彰显，代表着得心应手的底气。真正合适的研究领域，一定是能力与热情的交汇点。在对待科研的态度上，董震始终强调要“快乐科研”：“快乐科研不是一句口号，而是一种心态。”与打游戏类似，最初面对陌生方向和科研难题时，或许每个人都会“卡关”，都会感到迷茫与挫败，但只要愿意坚持、愿意继续“玩下去”，总能在“打怪升级”和阶段性的“通关”中收获快乐和满足。“快乐科研”并不意味着放松要求，而是要让科研成为一件可以持续投入、愿意不断打磨的事情。科研需要的，也从来不是天赋异禀，而是爱打、敢打、愿意持续打的耐心和热情。

谈及未来，董震的回答质朴而热烈，既不虚高，也不自限——扎根于城市时空智能领域，以测绘遥感技术推动城市数字化进程，以数字孪生助力科学治理。这条路并不平坦，但他却早已具备了躬身入局的勇气：“确实很难，但难就对了。如果这件事情不难，它也不值得我毕生为之努力。”在董震看来，困难并非前行路上的阻碍，科研的魅力恰恰在于不断向难处走、向深处耕。他希望通过“以虚控实”的技术架构，打破当前“靠经验”的治理逻辑，“用数据说话”，让城市建设进入真正的数智化阶段。

致用之道，不在高远，而在于每一步是否踏在时代的脉搏上。董震从不刻意谈论“家国情怀”，但他的选择本身，已经给出了答案。他让城市的立面“可识”，将模糊的空间结构转化为精准的实验数据；他让绿地的碳储“可量”，为生态保护和可持续发展提供了科学依据。他不张扬，不造势，不停步，用脚踏实地的行动诠释了“经世致用”的武大风骨，也在这个科技改变生活、算法回应时代的进程中，留下了一串深深的脚印。

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