中国测绘科学研究院  楚良才  夔中羽

夔中羽，空中摄影与遥感专业研究员。男，满族，1938年4月出生，北京人。中共党员。1961年毕业于莫斯科大学地理系地图专业。曾在该校航空航天方法实验室学习空中摄影学与地物光谱学。1985年回原校原实验室工作进修一年。1988年任教授级高级工程师，1991年由国务院授予政府特殊津贴奖励，1992年转任研究员，并由国家人事部授予“有突出贡献的中青年科学、技术、管理专家”荣誉称号。主要经历：1961年，开始在中国测绘科学研究院工作，直至退休。期间，1970年国家测绘局撤销，被调入伍，在解放军总参测绘研究所，参加远程导弹和卫星工作。1975年转业回到中国测绘科学研究院工作。40余年，一直从事空中摄影与遥感信息获取的科研工作。其科研成果被广泛用于国防和国民经济建设中，在“两弹一星”（其中的中国远程导弹、返回式遥感卫星）、空中侦察、测绘、资源调查和环境监测等多领域做出了成绩。研制成功了地面和航空地物摄谱仪，设计并试飞成功了7种新型航空航天摄影(遥感)胶片，研制成功了测绘用无人机小型航空遥感系统等。

1959年，国家测绘总局建立了中国测绘科学研究院（原称:国家测绘总局测绘科学研究所）。新中国成立后，国家经济建设和国防建设，急需准确的全国地形图。当时测绘地形图的主要手段是航空摄影测量（简称航测）。航测离不开飞机、航空相机和航空摄影感光胶片。建国初期，航测的飞机、相机和胶片，都是由苏联进口的。但它远远不能满足我国复杂情况下航空摄影的需要。中国必须研制自己的“新型的航空摄影胶片”。

20世纪60、70和80年代，中国测绘科学研究院（以下简称：测科院）和化工部第一胶片厂（保定）（以下简称：保定胶片厂）合作，共同研制成功了6种航空航天摄影胶片。它们的投产代号分别是：1041、1411、1821、1441、1442、1443。其在研制过程中，测科院负责设计感光胶片的照相性能，保定胶片厂负责胶片的制造。测科院研制小组由留苏学成回国的夔中羽牵头；保定胶片厂研制小组由留苏学成回国的孟令芝牵头。在“光电摄影系统”还没有盛行的情况下，“航空航天摄影胶片”是摄影储存遥感信息的主要载体。

一、青藏高原专用航空摄影胶片（1041）的设计研制

20世纪60年代，为了解决青藏高原航空摄影问题，我们专门设计了“1041片”，即“大宽容度黑白全色航空摄影胶片”（研制过程中的名称是“大L片”，出厂代号是“1041”）。

1957年，国家铁道部邀请了苏联航空摄影队对格尔木——拉萨（含铁路的沿线）进行航空摄影。但由于苏联航空摄影队用的是普通的航空摄影胶片，照下的高山深谷区的相片，阴影部分完全没有影像，故在测绘地形图中无法使用。1961年，正值由苏联学成回国的夔中羽被分配到测科院，并即速投入上述“1041”技术方案的研究。

（一）“地物摄谱仪”的技术设计研制。

1961年9月到1962年2月，成功研制了“地物摄谱仪”。该仪器是由夔中羽提出技术要求，由留苏学成的孙莉元设计，由北京地质仪器厂制造的，型号是DP-1。它是我国自己制造的第一台遥感仪器设备。

（二）成立青藏野外考察组，开展青藏高原测图工作。

在测绘总局领导的关怀下，测科院组成了由院保卫干部赵忠良担任组长的“青藏测图野外考在国家察组”。组员是:5名技术人员、2名司机，共8人组成（见图1）。

图1 青藏高原崑崙山口考察测图

1959年，西藏达赖集团叛乱。1962年2月，平定叛乱军事活动基本结束。但是，考察组计划7月份进入青藏高原时，还有不少叛乱分子流窜，高原并不平静。因此，考察组进入高原以前，每个组员都必须进行枪械（手枪、卡宾枪）操作训练。考察组由北京出发前，由国家测绘总局领导，请解放军总参谋部开出一封给青藏各兵站的信，命各个兵站除了要保障考察组的食宿以外，必要时还要增派一支战斗小组随行保卫。战斗小组一般由3人组成，配备1挺轻机枪、1支自动步枪、一支冲锋枪，另加每人四颗手榴弹。在危险地段，战斗小组先下车，等架设好机枪后，考察组成员才下车工作。赵组长为了改善考察组组员的生活，通过格尔木军区申请到一些零食，每个考察组组员可以分到2斤水果糖。到五个月后考察工作结束时，有些组员的挎包里还有几颗水果糖，舍不得吃。

考察装备：DP-1地物摄谱仪和1辆“嘎斯-63”卡车。考察路线：由格尔木到拉萨，再由拉萨到昌都。考察日期：1962年7月至11月。考察内容：地理环境等等。其包括航空摄影相片的判读和青藏高原天空光线和地物反射光线光谱的测量（见图2）。

图2 青藏高原野外地物光谱探测

（三）完成“1041片”照相性能设计。

1963年，测科院根据青藏高原野外考察结果，完成了“1041片”照相性能设计，并由保定胶片厂试制。

青藏高原有冰川和亚高山针叶林并存的地区，地物的最大光谱亮度差为800倍（内地地物最大光谱亮度差为25倍，特殊情况下也不超过100倍）。明暗差极大，这就是青藏高原地物反射光线的最大特点。这正是“1041片”照相性能必须具有“特大宽容度”的原因。

（四）建立感光测定实验室。

为了准确测定新试制的感光胶片的照相性能，专门建立了设备比较全的“感光测定实验室”。设备中包括由苏联进口的“ИСП-73光谱感光仪”。

（五）试验与改进。

在青藏高原以东的周边地区，用低空航空摄影飞机，组织并实施多次航空摄影试验，且对“1041片”照相性能设计进行多次改进。进口和改装“青藏高原航空摄影专用的飞机”；用“201”号飞机在青藏高原上空进行航空摄影试验。

周恩来总理十分关心和支持青藏测图工作，他亲自批准中国民航从苏联进口一架安-12重型轰炸机，供青藏测图专用。这是从苏联进口的第一架安-12飞机，中国民航飞机序号是“201”号（见图3）。

图3 中国民航安-12“201”号飞机

“201”飞机经过几个为了让“201”飞机能担任航空摄影任务，必须对这架飞机进行210多项改装。测科院航测研究室和雷达队，都派出了好几个人参加改装。其中一项改装是摄影窗口。前驾驶舱和后炮塔舱的原来的跳伞口，都要改成玻璃窗口。这玻璃窗口是摄影用的。所以窗口一定要用非常平的又非常透明的无色玻璃。前舱的窗口比较大，0.6㎡。位置在驾驶舱中间靠后的地板下面。驾驶舱是加压密封仓。飞机飞行到高空1万m时，这块玻璃要承受由内向外的4、5吨压力。玻璃是由两块防弹玻璃，中间用加拿大胶粘合而成的，重30kg。

1968年春，“201”改装完毕，本场试飞后，准备长航线试飞。1968年4月12日，深灰色的“201”停在首都机场等待着试飞组登机。试飞组是：王机长率领的周恩来总理专机机组7人，加上航摄相机车间主任张仲德，航空摄影主任丁家志和夔中羽，共十人。早上7时许，飞机起飞，在1万米高空飞行。计划直飞昆明，再飞成都，最后经贵阳回北京。目的是考验所有的改装部件，尤其是新装的摄影玻璃窗口，并进行新航摄胶片的摄影试验。起飞后，张主任和夔中羽盯着前舱摄影窗口，丁主任盯着机尾炮塔舱的摄影窗口。北京到昆明飞行几个小时，吃东西时也没有离开岗位。北京-昆明，昆明-成都，成都-贵阳，均正常。看样子，对设备的考验已经完成。“201”飞机由贵阳起飞前，炮塔舱的丁主任回到前舱，前舱的摄影窗口上的折叠钢板铺平。10个人集合在前舱，准备凯旋回北京。16时许，“201”飞机由贵阳起飞。飞机升到约8000米时，只听得“咚”的一声闷响，大家都惊了。看看暖瓶，没倒，看看工具箱，没翻。这时坐在正副驾驶中间的空中机械员，急忙用左手打了一下机长，用右手指着“余压表”，只见表针猛转，机舱内气压急剧下降，张主任把折叠钢地板掀开一小块儿，只见窗口玻璃爆裂，张急忙盖上，同时大喊：玻璃破啦！机长来不及说话，将驾驶盘往前一推，62吨重量的“201”头朝下直冲地面，下面是乌江，只见地上的高山深谷，一起向飞机奔来。报务员接通了民航广州管理局，耳机中听到：“什么飞机，什么窗口？”因为安-12飞机，在中国这还是第一架，当然和广州局说不清楚。报务员让广州局询问成都局，并迅速接通了北京民航总局，民航总局副局长直接指挥，命令华南雷达、长波、短波，全部打开，寻找“201”飞机。不一会儿耳机中呼叫响成一片：“两洞幺（201），看不见你！两洞幺（201），看不见你！”。飞机继续以每秒20多米的速度冲向地面，好像急于和大地接吻。飞机冲到航高3000多米时，机长将飞机拉平。有人打开了前舱门上的小窗户，只觉得耳朵“轰”的一声，内外通气了，每月的再次修整，准备进入青藏高原，进行航空摄影试验。1969年9月11日，“201”飞机由首都机场起飞直飞成都。机组还是周恩来总理的专机机组。9月14日，“201”飞机由成都起飞，飞往昌都。这是“201”飞机改装后第一次正式进青藏高原试验。任务顺利完成，用新试制的航空摄影胶片拍照的青藏大雪山图像质量很好。1969年9月，测科院设计的“大宽容度黑白全色航空摄影胶片”，以“1041”代号正式投产，并正式用于青藏高原测图。经过数年，青藏高原全境1:50000比例尺地形图，测图圆满成功。

1041片在完成青藏高原航空摄影任务后，又被扩大用于“黄昏佛晓空中侦察摄影”。2005年前后，国家启动“西部大开发”战略建设工程中，1041胶片再次被用到青藏高原航空摄影和测图。

二、测科院研制的遥感胶片（1411，1821）登上“中国返回式卫星”。

20世纪30年代，为了测绘地形图，就开始使用（只对可见光感光的）黑白全色航空摄影胶片。随着经济建设的发展和国防建设的需要，对航空摄影图像的质量，提出了更高的要求:航空摄影图像除了要满足测绘地形图需要外，还需要满足“资源调查和环境监测”等等所需要的图像信息。再加上摄影条件的变化，如大气条件（风沙、雾霾、工业烟雾等）、飞行高度（高空、太空等）、视野条件（广角、超广角等）等等的变化，都需要突破只用可见光摄影的限制。要考虑加宽光谱使用范围，增加使用近红外光，进行航空摄影。

1411片是为克服风沙、工业烟雾和雾霾专门设计的“黑白全色红外航空摄影胶片”。1411是出厂代号，研制过程中的名称是“6875片”，上星代号是“170”。1964年，测科院提出本胶片性能的技术指标，由保定胶片厂开始试制。1964年11月在北京和天津，1965年6月在四川西部，1966年2月在北京，1967年3月在四川西部，1969年9月在西藏，1972年5月在武汉，1973年7月在长沙，1976年8月在唐山，对1411片先后进行了空中摄影实验。

1821片是为对森林、农作物、城市、地质调查等专门设计的“彩色红外航空摄影胶片”。1821是出厂代号，研制过程中的名称是“HCJ-2片”，上星代号是“180”。1975年，测科院提出本胶片性能的技术指标，由保定胶片厂开始试制。1975年5月在佳木斯，1976年8月在唐山，1976年9月在太原，1977年9月在桂林，1978年5月在常州，1979年4月在杭州，对1821片先后进行了空中摄影实验。

1411片和1821片两个胶片，因为都具备近红外感光性能，在进行航空摄影时，就可以比普通全色摄影胶片，获取更多的遥感信息。1411片和1821片，在试制过程中和正式生产以后，受到好多用户的欢迎。比如说，中科院在腾冲航空遥感试验中和长春遥感实验中，就使用过这些胶片。再比如说，中科院用过1821片，在新疆阿尔泰地区，发现两处大型金矿（见1987年10月13日《科技日报》）。还有的单位，在城市规划中，使用过这些胶片。在长江三峡水库建造中，在公安破案中和考古工作中，也有人使用过这些胶片。

1976年5月，航天部五院由测科院和保定胶片厂了解到，上述两单位正在试制的由测科院提出技术指标、保定胶片厂进行乳剂制造的1821国产航空摄影彩色红外片和1411国产航空摄影黑白全色红外片，空中摄影效果良好，还可用于超高空卫星轨道对地摄影。为了增加我国返回式遥感卫星对地摄影功能，航天部五院于1967年5月12日与测科院商谈了将1821片和1411片在星上试用问题。并决定在返回式遥感卫星第三颗星上试用上述两个片种。此后，由国防科委发文，正式要求化工部在保留两片原照相性能的条件下，改装两片片基和一些胶片物化性能，以便用于卫星摄影。1976年6月14日，五院与测科院商谈了上述两片上卫星前的试飞问题和卫星回收后的底片处理问题，并决定邀请测科院夔中羽同志作为两片照相性能的设计人，以技术顾问身份协助进行试飞和回收片处理。为了工作方便，称1821片上星代号为180片、1411片上星代号为170片。

1976年12月7日，我国返回式卫星遥感第三颗星发射成功，从此开始使用国产170片和180片，对地摄影11年。五院总体部2018年3月发给测科院的文件称返回式遥感卫一星使用170片和180片两种航天摄影胶片所拍摄的影像，质量良好，揭伪功能强，满足返回式卫星遥感工作任务的要求，创造性地完成了当时的卫星工作任务（见图4）。

图4 测科院研制的遥感胶片登上中国返回式卫星

三、测绘与遥感一体化航空摄影体系的构建

20世纪80年代初，由测科院、保定胶片厂和民航工业航空公司共同研究成功了“18-23MSP”技术，即“18cm×18cm-23cm×23cm大相幅多光谱航空摄影技术”。其主要特点是:一次飞行可以精测地图，并获取遥感图像。

“18-23MSP” 技术分为两个分系统:“18MSP”和“23MSP”。“18MSP”需要18cm×18cm相幅航空相机3台（见图5），而“23MSP”需要23cm×23cm相幅航空相机3台（见图6）。两个分系统都分别需要配备1441、1442和1443三种单色光谱航空摄影胶片。“18-23MSP” 技术采用的是“三镜三片”航空摄影分光方法，光谱搭配中无“有害吸收”，故用此技术可以获得高质量的遥感图像。

图5 18-MSP航空相机组           

图6 23-MSP航空相机组

四、30年攻关成功研制6个“新型航空航天遥感摄影胶片

以“新型航空航天摄影胶片性能设计”之1041片、1411片和1821片项目，1978年获全国科学大会奖。其中1821片获国家发明二等奖。

1441、1442和1443三个胶片，是专门为“大相幅多光谱航空摄影”设计的“单色光谱航空摄影胶片”。18-23MSP课题成果（含1441、1442、和1443片）获国家科技进步二等奖。

上述航空航天遥感挕影胶片是我们历经30余年攻坚克难、奋发图強创研出来的国产片、“争气片”，今后,我们深切期待年轻一代遥感人在遥感新技术的研发征途上不断进取！