现代摄影测量学之父 阿克曼教授
文章转载自微信公众号地球空间信息科学学报GSIS，资料整理、翻译、编辑：胡美琪、王晓醉、金文杰 ， 审核：张淑娟，版权归原作者及刊载媒体所有。纪念阿克曼教授专辑火热征稿中， 点击查看详情>>《地球空间信息科学学报》（Geo-spatial Information Science，GSIS）2022年新专辑“Advances in Photogrammetry”阿克曼教授是现代摄影测量学的创始人和先锋之一，培养了诸多现代摄影测量学的优秀人物，诸多蜚声国际的摄影测量学家也都受到他的学术影响。他对于摄影测量学的开创性贡献，如区域校正、高精度图像匹配、GPS航空三角测量等，都被记录在学术论文和教科书中。鉴于年轻一代对阿克曼教授的了解可能不太全面，GSIS整理了阿克曼教授的学术历程、学术贡献和生平趣事，介绍了阿克曼教授对摄影测量学科的非凡贡献，使读者能多角度全方位地了解这位著名科学家。努力发掘、介绍无私且卓越的国际科学家的生平事迹，既是对他们的褒扬，也是对我们的鞭策。在艰苦时代就能做出优秀研究和教育的科学家，对后辈是一种无声的激励。弗里茨 阿克曼：现代摄影测量学之父他36岁即获得教授职位，并一手创办了世界上最有名的科研机构：斯图加特摄影测量学院 （IfP）；他始终秉承心中的正直教授准则：接手前任教授的所有教学任务，保持一周36小时的教学时间；以及不从前单位带走任何项目、人员和计算机程序，一切从零开始；他将摄影测量周 （The Photogrammetric Week）引入斯图加特大学，并使其成为一个升级研讨会和交流知识和经验的平台，受到了国际社会的认可；他没有国籍、门第概念，对学术保持纯真的热情，对学生不吝褒奖；他是中国测绘遥感学科的坚定支持者，中国科研工作者的好朋友。中国科学院院士、中国工程院院士李德仁教授就是他的博士之一，他的无私帮助推动了中国摄影测量与遥感学科的发展；……他就是被誉为“现代摄影测量之父”的弗里茨 阿克曼(Fritz Ackermann)教授。2021年12月4日，他92年的传奇人生落下了帷幕，但他对世界和中国摄影测量学科发展所做出的卓越贡献，将永远记录在学科发展的历史上，也将继续影响摄影测量学科的发展。早期经历弗里茨 阿克曼 (Fritz Ackermann)于1929年11月1日出生在多瑙河畔的Moosbeuren （Ehingen）。1949 年，阿克曼进入蒂宾根大学学习物理学，一年后，他开始在斯图加特工业大学学习测量学。后来他加入了慕尼黑的蔡司公司航空影像部门 （ Zeiss-Aerotopograph），协助开发基于胶片的航空摄影测量和模拟摄影测量中的摄影测量评估设备。经过近4年的工作实践，1958 年，他申请到ITC （ the International Training Center for Earth Sciences）进行硕士阶段的学习。硕士毕业后，尽管他也获得了许多国际知名公司的offer （如当时几乎垄断了摄影测量界的 H.G. Jerie 和 C.M.A. Van den Hout等），但他依旧决定投身国际摄影测量学的研究和开发。1964 年，他在 ITC 的博士论文“摄影测量带状三角测量精度的误差理论研究” （ "Error-Theoretical Investigations on the Accuracy of Photogrammetric Strip Triangulations" (DGK Series C, Issue No. 87) ）在斯图加特大学通过了答辩。这篇论文获得了国际摄影测量学会 (ISP, International Society for Photogrammetry，ISPRS的前身)的 Otto-von-Gruber 奖。36岁创建斯图加特摄影测量学院（IfP）1965年，阿克曼的导师E. Gotthardt教授调任至慕尼黑工业大学，阿克曼成为他斯图加特教授职位的继任者，并在接任时提出了成立一个新的摄影测量研究所的想法。1966年4月，他成为德国斯图加特大学摄影测量专业的教授，创建了斯图加特大学摄影测量学院（IfP）并担任院长。此时他年仅36周岁。在此后他担任IfP院长的20余年间 （1966--1992），凭借在解析摄影测量和数字摄影测量领域的研发工作，他对这两个领域的发展和进步产生了重大影响，并帮助IfP赢得了全球赞誉。摄影测量区域平差的计算机程序是该研究所开发的第一步。当时的斯图加特大学计算中心没有用于求解含有100多个未知数的线性方程组的计算机程序。赫尔曼·克莱因（Hermann Klein）受聘承担了这一自主研发任务。他花了三年时间完成了一项功能强大的独立模型区块校正计划。此后，IfP陆续研发了PAT-B和PAT-M。它们在世界范围内得到了推广。阿克曼教授因此收到了许多会议、讲座和出版物的邀请，IfP的一些成员也被视为专家，因为他们对空中三角测量和区块校正的了解。IfP的特殊声誉也与该方法的普遍适用性有关，并得到了实验和理论研究的有效支持和验证。尽管其他机构也为这一总体发展做出了贡献，但“斯图加特摄影测量”无疑成为了一块金字招牌。他的继任者Dieter Fritsch教授（同样也是GSIS本期阿克曼教授纪念专辑的客座编辑之一）评价道，他不仅仅创建了IfP，更将IfP成功打造成为一个因其杰出的摄影测量研究、发展和教育而闻名于世的科研机构。He not only founded IfP, but also developed it to a world-wide renowned institution, known for excellent photogrammetric research, development and education.--——Dieter FritschSpending a life for photogrammetry-on the occasion of the 70th birthday of Prof. Dr. mult. Fritz Ackermann作为教授的两个准则由于缺乏经验，阿克曼有两个开始教授职位的基本准则。它们也可以被称为正派原则。在今天看来，这两个准则可能被认为是迂腐的，甚至愚蠢的。但阿克曼教授一直坚持了这两个准则。例如，他认为，像他的情况一样，一个人应该直接接任前任的全部教学任务。这意味着，如果把所有的讲座、练习、研讨会、毕业论文等加起来，他每周总共需要花费36个小时在教学上。这是当时斯图加特大学的一项记录。显然，他必须做些什么来减轻巨大的教学负担，他成功地把卡尔·克劳斯博士从慕尼黑带到了斯图加特。克劳斯本应讲授测量学3和4，并进行几项练习。事实上，他很快成为了该研究所最活跃、最成功的成员，并与reallotment agency合作开发了地籍摄影测量。通过增加距离测量和系统误差校正，信号点的精度达到了2到3厘米。他还通过最小二乘插值实现了数字地形模型的第一种方法。此外，他还完成了他的教授资格论文（habilitation thesis）。他的第二个准则是，不从前单位带走任何项目、人员和计算机程序，一切从零开始。所以一开始的时候，他回避了他在ITC时所负责的区块校正项目。只是，ITC并没有继续该项目的研究，人们很快认识到，在斯图加特学习这门重要的学科是有道理的。卓越的学术成就在科学研究方面，阿克曼在全球范围内设定了标准。在解析摄影测量中，根据独立模型 （软件 PAT-M）和射线束 （软件 PAT-B）方法的块调整都与阿克曼教授密切相关。他发表了最小二乘法图像相关的方法，并将其转化为应用程序 （后来的软件MATCH-T）。在 上世纪八十年代后期，他致力于将 GPS 集成到摄影测量中，从而引入基于 GPS 的航空三角测量，通过 DGNSS 直接测量投影中心。随着机载激光轮廓的出现，成功地获取和分析了高精度的激光轮廓。在 1990 年代初期，他从事数字航空三角测量并将其转变为完全自动化的工作流程 （软件 MATCH-AT），被称为“现代摄影测量学之父”。阿克曼教授也十分重视科研成果转化和技术转让。从 1973 年到 1991 年，他每两年在斯图加特大学组织一次摄影测量周研讨会，与Oberkochen的卡尔蔡司Carl Zeiss合作。阿克曼教授于1980年成立了自己的公司——INPHO，与IfP以及其他同事展开密切合作，成功开发了一些在世界范围内被广泛使用的软件包。该公司后来被著名的Trimble（天宝）公司收购。拥有如此多的成就，阿克曼教授也获得了许多相应的荣誉。1988 年，赫尔辛基理工大学 (Helsinki University of Technology)授予他名誉博士Dr. tek. h.c.，四年后，维也纳科技大学 (Vienna University of Technology)授予他技术博士Dr. tech. E.h。武汉大学 (University of Wuhan)在1989年授予他名誉教授Prof. h.c。1995年在汉诺威大学 (University of Hanover)，他被授予 Dr.-Ing. E.h.学位，2009年获得来自莫斯科国立大地测量与制图大学 (MIIGAiK) 的 Dr.-Ing. E.h.奖。此外，他不仅是德国摄影测量与遥感学会和 ISPRS 的荣誉会员，而且还是美国和英国相应专业协会的荣誉会员。创立摄影测量周摄影测量周最开始是由Carl Zeiss公司的Prof. Pulfrich举办，并且很长一段时间都是作为Zeiss公司的活动。直到1973年，阿克曼将其推广到斯图加特大学，当时是与Carl Zeiss Oberkochen共同举办。由于阿克曼的推动，摄影测量周变成了每隔两年举办一次的一个国际性的会议，并使得斯图加特大学的电脑程序 (computer programs)闻名于世界。如今，摄影测量周系列作为一个升级研讨会和交流知识和经验的平台，受到了国际社会的认可，它一直吸引着来自50多个国家的500多名参与者。摄影测量周系列在测绘领域享有盛誉——上午的单轨科学计划（single-track scientific programme）由国际公认的主旨演讲人和特邀演讲者主持，精心挑选的OpenPhowo合作伙伴则会在下午展示他们在摄影测量、遥感和地理信息学方面的最新技术。自1975年以来，其会议记录在网上 （www.ifp.uni stuttgart.de/phowo/index.en.html）得到了很好的记录，是摄影测量学和相关地理空间科学领域最好的论文集之一。从1966到1992年，阿克曼教授一直担任斯图加特大学的摄影测量学院院长，还会经常举办如滑雪游览、冬季研讨会、周末徒步旅行黑森林等活动。中国人民的挚友同时，他也与中国有着特别的联系。阿克曼教授与中国摄影测量和遥感学科的奠基人王之卓先生是知交好友。1982年10月，受王之卓先生的推荐，李德仁教授前往德国留学，王先生为他联系的导师就是阿克曼教授，由此开启李德仁教授和阿克曼教授的一段师生缘分。（以下摘录自李德仁院士自传《不停歇的创新——李德仁院士学成归国 30 年回顾》）“ ……1983 年 5 月，阿克曼那边位子有空缺了，我就从波恩坐火车到法兰克福，再到斯图加特。此前我和阿克曼交往不多，到斯图加特大学见到他，却像见到多年的老师一样，一见如故。阿克曼说：“王之卓先生跟我老师是同学，我把你当作我的师弟。你的电话费、往国内写信的费用我出，另外，每个月再给你加 600 马克，从我的公司里支付。”因此，在留学生中，我的待遇相当好。……我是当时研究所用计算机最多的人。当时的计算机并不是我们现在意义上的 PC机。斯图加特大学有一台 IBM的大型计算机，机房很大，而每个房间只有终端。我跟阿克曼说，我年龄偏大，王先生也希望我能早点做完回去，一个终端不够用。阿克曼很喜欢勤奋的学生，他毫不犹豫地答应我：“你需要几个终端都可以！”最后我要了三个，用批处理加快计算。……我答辩的时间是1985年2月5日。斯图加特大学规定，最高分数是1 分，5分为不及格。如果想拿到1分，口头陈述时间必须控制在45分钟， 正负不超过1分钟。那时还没有PPT，要直接写在透明的模板上，然后投影到大屏幕上。我对着手表一遍遍练习。答辩是在一个很大的教室里，我讲了45分钟20秒。从此以后我养成了一个习惯，讲课和作报告不看表， 凭感觉就知道控制好时间。 宣讲论文是公开的，但提问是不公开的。在另一个小得多的房间里， 由教授们组成的考试委员会提问。我答辩时他们问了很多问题，有简单的也有复杂的，我都能对答如流。阿克曼教授很高兴，答辩完后花钱为我开了一个小Party，老师和学生一起喝香槟，拍了很多照片。完成了论文答辩，2月26日我请大家吃饭，跟他们告别。席间，阿克曼站起来说，“李博士现在学成回国，我也不能留他，因为他老师等着他回去”。……阿克曼写了一封信托我转交给王先生，这封信相当于对我这两年工作的一个小结。信中介绍了我这两年的情况，阿克曼说和我相处非常愉快，他认为我很自立、很自强，理论知识也很好，“是世界级的水平”。他还对王先生说：“你终于可以找一个人来接替你的工作，放下肩上的重担了。” 因为那时王先生年纪比较大了，但还没有退休。……阿克曼教授给我最大的一个启发，是如何当老师和带学生。王之卓先生、阿克曼教授，这两位老师都没有在我的文章上署过名。阿克曼说：“你给我当徒弟，是我沾你的光，我从你的研究里了解到好多新东西。你写文章，我实际上并没有怎么帮助你，我不署名。你如果要感谢我，写一个致谢就可以了。” 阿克曼还多次跟我说：“你回去以后，要挑起王先生的担子，不要让他太辛苦。你在我这里学习时，一直在机房里推公式、编软件，你回去以后如果当了教授，要转移研究的重点。”我当时不太懂他这话的意思。他解释说，要想成为一个成功的教授，就必须看清学科发展方向，带动更多的同学科和跨学科行家特别是年轻人去攻关，自己则主要是对项目研究制定好方向和路线。回国以后，你的任务，第一，要坚持教学，要写书，要发现好的学生；第二，要看方向，通过各个渠道向国家写建议书，争取大项目，这样就可以汇聚更多的人来做研究，让年轻人更好地提高和发展。这个思想，可以说是我在德国两年学习的最大收获。我们学科后来能够做大做强，阿克曼教授功不可没。阿克曼80岁那年，正逢王之卓先生百年诞辰。我邀请阿克曼到中国来，给他做了八十大寿。2013年我回德国看望已退休的阿克曼和格拉法韧特教授，阿克曼感慨，“你把导航、遥感、GIS集成做得那么好。而我们两个德国教授，一个是做导航的，一个是做遥感的，当年怎么没想到好好合作呢？ ”2019年，在武汉大学和桂林理工大学共同主办的“中国 桂林 大数据时代的地理信息国际会议” （International Conference on Geomatics in the Big Data Era）上，阿克曼教授在提交报告中写道，“我很高兴李德仁教授能代表我来宣读这篇论文。我特别感谢他。他一直是我最好的博士生，我仍然很欣赏他的博士论文。这是一项非常了不起的研究。我相信这是他伟大事业的基础，我怀着极大的兴趣追求着这一事业。”“And I am very glad that professor Deren Li will read it on my behalf. I am particularly grateful to him. He has been my best doctor student, and I still appreciate his doctor thesis. It was a most remarkable piece of research. And I believe that it has been the basis for his great career, which I have pursued with great interest. In any case I thank him very much that he has agreed to present my paper. ”--——Fritz AckermannThe development of aerialtriangulation towards large blocks在此之后，中国的摄影测量与遥感学科在以李德仁教授为代表的诸多学科带头人的带领下，逐渐成为世界一流的学科，发挥了强大的引领作用。在阿克曼教授的人生中，他只是遵从自己的内心选择了摄影测量学科，选择了斯图加特大学，但他富有远见的战略眼光和严谨认真的科研态度让摄影测量学科取得了长足的发展，让斯图加特大学摄影测量学院成为了世界瞩目的著名学府，他对推动世界摄影测量学科的发展，特别是中国摄影测量与遥感学科的发展做出了卓越贡献。他是全球测绘遥感领域具有远见的领袖和传教士，是一位世界科学家和世界公民。 我们纪念阿克曼教授，也期待摄影测量学科在他的学术思想启发下，继续取得活跃而广泛的进展！投稿、转载、商务等合作请联系微信号：huitiandi321邮箱：geomaticshtd@163.com舞蹈诗剧《只此青绿》演活《千里江山图》【慧天地】新春送福利！精美礼品等你带回家《慧天地》给您拜年啦！《慧天地》敬告《慧天地》公众号聚焦国内外时空信息科技前沿、行业发展动态、跨界融合趋势，探索企业核心竞争力，传播测绘地理信息文化，为时空信息类相关专业学子提供日常学习、考研就业一站式服务，致力于打造政产学研金服用精准对接的平台。《慧天地》借鉴《读者》的办刊理念，力争把时空信息领域的精华内容汇聚到平台上。我们高度重视版权，对于精选的每一篇推文，都会在文章开头显著注明出处，以表达对作者和推文引用平台版权的充分尊重和感谢；对于来源于网络作者不明的优质作品，转载时如出现侵权，请后台留言，我们会及时删除。感谢大家一直以来对《慧天地》的关注和支持！——《慧天地》运营团队
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