文｜本刊記者 王娜

陳楚江說：“我從業(yè)的幾十年，正逢數字技術更新?lián)Q代的歷史轉折點，我是一個親歷者、見證者，也是一個追索者和受益者。”

含蓄幽默、親切謙和、機敏而富有感染力，這是中交第二公路勘察設計研究院有限公司（以下簡稱“中交二公院”）副總工程師陳楚江給人留下的第一印象。作為一名從事工程測繪技術35年的資深工程師，他的眼神中流露出堅韌與執(zhí)著，而他的性情則是喜歡刨根問底、追求完美。

結緣一個創(chuàng)新永無止境的領域

出生于湖北山區(qū)的陳楚江，跟勘測設計有一種與生俱來的緣分。1986年，陳楚江畢業(yè)于西南交通大學鐵道航空勘測專業(yè)本科，1989年獲得西南交通大學工程測量專業(yè)碩士學位，2004年獲得武漢大學攝影測量與遙感專業(yè)博士學位，用他的話說：“我從業(yè)的幾十年，正逢數字技術更新?lián)Q代的歷史轉折點，我是一個親歷者、見證者，也是一個追索者和受益者?！?/p>

自參加工作那天起，陳楚江就一直在中交二公院從事工程測繪研究與實踐，對測繪手段如何“從地面上升到空中”感受頗深。他說：“從GPS、航測遙感，到衛(wèi)星測繪、激光掃描測量和地質災害遙感技術，體現了不同時代的技術特色?，F在，技術人員坐在辦公室里，只需動動鼠標，就能通過衛(wèi)星、無人機等設備，采集到工程現場精確的測繪數據，實現了高效率、高準確率以及保障人身安全的目標，技術進步的速度太快了！”

技術進步要求技術手段不斷創(chuàng)新，十分考驗技術人員的知識更新?lián)Q代以及解決工程實際問題的能力。陳楚江評價自己是個“較真”的人，不喜歡墨守陳規(guī)，“既然常規(guī)的技術手段解決不了實際問題，我們就用創(chuàng)新手段攻克難題?！彼脑挃S地有聲。正是憑借這股韌勁，陳楚江帶領團隊攻堅克難、推陳出新，大力推動了我國工程勘測技術的提升。

多年來，陳楚江負責了數十條高速公路的測繪工作，撰寫專著2部，論文67篇，主編交通運輸部行業(yè)標準5本、主審2本，已獲授權的國家發(fā)明專利14項。獲各級獎勵、榮譽60余項，包括“國家科技進步二等獎”“中國勘察設計協(xié)會優(yōu)秀工程勘察與巖土工程一等獎”“中國專利優(yōu)秀獎”“第九屆中國青年科技獎”等，并成為享受國務院政府特殊津貼專家、新世紀百千萬工程國家級人選。

高分辨率衛(wèi)星圖像空間三維測量

集成應用為勘測開創(chuàng)新天地

早在1996年，陳楚江就擔任了“GPS、航測遙感、CAD集成技術開發(fā)與推廣應用”課題集成技術負責人，主持了多項關鍵技術的研究工作。該課題是“九五”國家重點科技攻關項目“國道主干線設計集成系統(tǒng)開發(fā)研究”中第一個課題，也是公路交通行業(yè)首次以設計院（企業(yè)）為主體進行科技攻關的項目，課題研究內容在國內尚屬首次。

從1996年1月開始，研究歷時4年半。陳楚江主持參與了集成技術的總體設計，調查國內外GPS、航測遙感、公路CAD及其集成情況，進行數據結構及相關數據庫的設計；提出了海量數據約束Delaunay三角網的快速生成算法，引入地形特征線作為約束條件，實現數據粗差探測、質量可視化控制及三角網實時動態(tài)增、刪、改、移；組織開發(fā)AutoCAD環(huán)境下數字地面模型軟件，負責系統(tǒng)結構、數據結構、程序模塊的設計，并進行軟件的測試與集成；提出了設計模型、地表模型、影像模型疊加形成綜合模型，以及綜合模型的實時剖切和斷面插值方法，實現了無縫的數據連接與資源共享；負責公路虛擬景觀實時動態(tài)漫游需求說明書的編寫，數據組織與空間索引方法設計，紋理、影像與DEM的疊加，虛擬場景布置，以及軟件測試等。

陳楚江介紹說：“集成技術改變了以往公路方案設計的方法，可快速實現多方案比選和優(yōu)化，綜合應用能夠使整個公路勘察設計效率提高2至3倍，縮短了設計周期，為勘察設計質量控制、優(yōu)化設計和工程建設環(huán)境評價提供直觀可視化依據，并節(jié)省大量的工程投資?！?/p>

2001年，該課題研究成果被科學技術部、財政部、國家計委、國家經貿委評為“九五”國家重點科技攻關優(yōu)秀科技成果獎。2003年，課題榮獲“國家科學技術進步二等獎”，主要研究成果在西部地區(qū)12個省份進行推廣應用，建立了50余個典型工程，總里程達到4000余公里，預估節(jié)約工程造價數十億元。

GPS、航測遙感、CAD集成技術

高分衛(wèi)星測繪打通中國最后一個縣

直至今日，陳楚江始終認為：“墨脫公路通車是中國乃至世界近半個世紀勘察設計理念、技術的集體智慧結晶和體現?！?/p>

2013年，中國最后一個未通公路的縣——西藏墨脫，實現公路全線通車。墨脫公路號稱“世界公路建設的極限”，2001年，中交二公院成立墨脫公路勘測突擊隊，35歲的陳楚江擔任測量組負責人。據他回憶，由于當時技術落后，勘測工作多數依靠人工，工作環(huán)境非常艱苦，工作人員要應對缺氧、地質災害等多方面的難題。當時，他們手里只有一張不算準確的1：50000的地形圖，若要滿足公路方案設計要求，精確度必須達到1：2000～1：10000，基礎資料基本空白。除了這張圖外，還有手持GPS和衛(wèi)星電話，但在深山峽谷中，設備根本接收不到信號。為此，陳楚江果斷提出，使用高分辨率遙感衛(wèi)星技術解決勘測難題，當時，高分辨率衛(wèi)星剛剛投入使用，處于初步探索階段，但他的建議立刻得到中交二公院領導的支持。

2001年至2005年間，陳楚江擔任墨脫公路高分辨率衛(wèi)星勘察技術負責人，他帶領團隊連續(xù)三年多次徒步穿越墨脫，行程近1500公里，進行了大量的工程科學試驗和研究，主持研究了大規(guī)模高分辨率衛(wèi)星高精度測量、工程精化似大地水準面模型、多源多時相空間數據分析、地球空間信息技術與公路CAD的集成等墨脫公路建設所急需的重大、關鍵技術，其中，應用高分辨率衛(wèi)星圖像進行公路勘察設計后，使墨脫公路從8個路線方案優(yōu)化到1個路線方案，里程縮短41公里，節(jié)省建設資金7.3億元。這項技術對整個地質條件復雜的西部地區(qū)的公路建設，產生了深遠的指導意義。

激光掃描勘測技術助力高速公路改擴建

“不上路測量就能獲取既有道路精密信息，不僅保障了人員野外作業(yè)的安全，而且保障了儀器設備、交通車輛的安全。”陳楚江說。

陳楚江擔任第一完成人的“機載激光雷達技術在公路勘察設計中的應用研究”榮獲2009年中國公路學會科學技術一等獎。圖為陳楚江（左一）領獎。

G4京港澳高速公路河北段是國道主干線和河北省經濟發(fā)展軸，是北京南向最重要的出入通道，是全國最繁忙的交通通道之一，也是河北省第一條高速公路改擴建項目。其中，京石高速公路改擴建項目全長224.68公里，工程概算總投資188.8億元，針對該改擴建工程建設要求高、技術復雜、交通組織難度大等特點，陳楚江創(chuàng)新性地提出了基于機載三維激光掃描的改擴建勘測設計方法，并擔任技術負責人。

陳楚江首次提出并成功實施了低于200米的沿既有道路超低空激光掃描、激光設備選型與搭載、路面控制與點云精化等方案，得到了院士、同行專家一致好評。由他發(fā)明的“一種基于機載激光測量的公路改擴建勘測方法”和“一種激光雷達掃描測量平面坐標精密修正方法”分別獲得國家專利授權，可以自動獲取既有道路精確的三維空間信息，代替人工上路測量，能夠滿足公路改擴建在不中斷交通情況下的建設需要。

人才是做好一切工作的基礎。陳楚江組建了一支優(yōu)秀的項目團隊，以解決飛行掃描方案、激光系統(tǒng)的選型、系統(tǒng)的掛載與集成等技術問題，確定合理的技術指標、參數，發(fā)明路面控制標志并現場布施，試驗分析控制點數量、分布等。他深入工程一線，督導現場工程驗證，進行激光測量成果的抽檢、相關專業(yè)成果比對、驗收檢測、監(jiān)理檢測，以及施工檢測等多環(huán)節(jié)的驗證，激光掃描成果質量優(yōu)、水平高。

激光掃描測量，有力保障了京石高速公路改擴建工程作為2013年交通運輸部科技示范工程項目和首批綠色低碳主體公路試點項目的推進，“而且機載激光測量有力保障了既有道路交通暢通，為建立高速公路交通應急及安全保障提供了技術支持?！标惓f。

讓中國勘測技術走出去

2008年4月起，陳楚江擔任中交二公院副總工程師，此時的中交二公院逐步成為國內外勘察測繪領域的“領頭羊”。隨著高分辨率衛(wèi)星測繪技術國際影響力的提升，陳楚江又被委以海外項目的重任。

“科學無國界，科學技術就是要為全人類造福?！标惓f。

牙買加南北高速公路項目，是牙買加歷史上規(guī)模最大的交通運輸類項目，全長66公里，總投資7.34億美元（約合人民幣46.93億元），采用BOT模式，由中國與牙買加簽訂合作框架協(xié)議，中國交通建設集團自行設計建造。據陳楚江回憶，工程伊始，中交二公院選派了20多人到工程現場進行勘測設計，但項目區(qū)域植被茂密，人員行進困難，毒蟲叮咬事件時有發(fā)生，且天氣多變，雨量充沛，地面測量面臨極大困難。為此，中交二公院決定采用0.5米高分辨率衛(wèi)星測繪大比例尺地形圖，協(xié)同公路設計。陳楚江接到的任務是，主持制定南美地區(qū)高分辨率衛(wèi)星數據采集及控制測量方案并組織實施，根據項目路線方案走向和高分辨率衛(wèi)星軌道特點，編程采集高分辨率衛(wèi)星圖像數據，為避開云影遮蓋測區(qū)的情況，對多時相高分辨率衛(wèi)星圖像進行融合拼接。

陳楚江一方面指導團隊人員在中國境內研究多時相單景衛(wèi)星圖像進行立體測繪，利用高分辨率圖像生成牙買加南北高速公路數字地形圖，破解熱帶雨林氣候的衛(wèi)星采集地面信息的難題。另一方面，指導牙買加現場的人員進行具體選點和測量，然后通過網絡將信息傳輸給國內，由國內的技術人員進行衛(wèi)星圖像區(qū)域加密，生成3D產品，并通過網絡再傳輸給現場的技術人員開展實時設計。

就這樣，高分辨率立體衛(wèi)星圖像測繪技術，不僅解決了空域限制難題，僅15天就獲取了測區(qū)內的衛(wèi)星圖像，并生成滿足工可要求的基礎數字地形圖，而且利用沿線布設的少量地面控制點，大規(guī)?？焖俚孬@取了路線走廊帶大比例尺數字線劃圖，滿足了牙買加南北高速公路項目初測、定測階段公路勘察設計所需的基礎地形資料。

據了解，高分辨率衛(wèi)星公路勘測設計實現了自動化、集成化，極大地減少了外業(yè)控制測量和內業(yè)加密工作量，使綜合勘察設計效率提高了兩倍。既大范圍調查了區(qū)域地形、地貌，并對生態(tài)系統(tǒng)進行可視化評估，將公路工程建設對生態(tài)環(huán)境的影響降至最低，還避免了由民族、宗教、政治等問題引起的地面工作安全風險，為我國“一帶一路”倡議及其基礎設施建設提供了強大技術支撐。

2016年，牙買加南北高速公路項目獲得“牙買加優(yōu)質工程獎”。

2019年2月，交通運輸部公路局與巴基斯坦公路局政府間技術交流。為感謝中交二公院在巴基斯坦公路建設中的技術貢獻，巴方公路局AsimAmin副局長向陳楚江頒贈紀念獎牌。

“中國標準”助力“中國建造”

在陳楚江看來，國外工程實踐，為我國的國際技術交流與合作提供了良好機遇，是“中國方案”“中國智慧”及“中國標準”的成功示范。

重慶高速公路集團有限公司 供圖

多年來，他主編5 部交通運輸部行業(yè)標準，包括《公路工程衛(wèi)星圖像測繪技術規(guī)程》《Specifications of Satellite Imagery Mapping in Highway Engineering》《公路工程地質遙感勘察規(guī)范》《公路工程激光掃描測量規(guī)范》《公路攝影測量規(guī)范》。

陳楚江認為，國際標準交流是非常必要的，在全球競爭日益激烈的當今社會，標準的競爭已經成為國家間經濟、技術競爭的戰(zhàn)略制高點，誰能夠制定國際通行的標準，就意味著在國際競爭中占據主動地位。在中國企業(yè)“走出去”的同時，要注重推行中國標準，提高中國企業(yè)在國際上的話語權。他說：“面對工程關鍵問題，要不斷創(chuàng)新勘測技術手段和方法，并在工程中實踐運用，提煉出國際、國家和行業(yè)標準，助推國際標準交流?！?/p>

陳楚江再三強調，勘測技術的進步要感謝時代賦予的機遇，感謝交通基礎設施的快速發(fā)展。只有路在延伸，測繪技術才有進步的空間。當前階段，他又為自己設立了更高的創(chuàng)新目標：攻克三維高精度快速建模和信息智慧感知這兩項工程技術難題，讓現代交通帶給人民獲得感、幸福感、安全感，讓工程技術人員有職業(yè)自豪感。