測繪是以計算機技術、光電技術、網絡通訊技術、空間科學、信息科學為基礎，以全球定位系統(GPS)、遙感(RS)、地理信息系統(GIS)為技術核心，將地面已有的特征點和界線通過測量手段獲得反映地面現狀的圖形和位子信息，供工程建設的規劃設計和行政管理之用。
　　
　　人物簡介
　　
　　劉先林，中國工程院院士，研究員，博士生導師，中國測繪科學研究院名譽院長，六屆全國人大代表，全國測繪系統勞動模范，享受政府特殊津貼科學家。
　　
　　核心提示
　　
　　測繪儀器的更新換代非常快。解析測圖儀是老劉1988年的科研成果，后來獲得國家科技進步獎一等獎。我們必須不停地推出新產品，才能在世界上站穩腳跟。讓人感到欣慰的是，我國航測技術每10年一次的飛躍，基本上都采用了自主創新的產品。
　　
　　1962年，劉先林從武漢測繪學院畢業。46年來，他在中國測繪科學研究院執著創新，取得了一系列重大科研成果，改變了我國先進測繪儀器依賴進口的歷史，為我國測繪事業的發展作出了巨大貢獻。
　　
　　自從1994年當選中國工程院首批院士以來，劉先林一直不習慣“劉院士”這個稱呼。別人一叫劉院士，他就連忙擺手：“叫我老劉好了。”有人比喻說，如果說袁隆平是院士中的農民，老劉就是院士中的工人。
　　
　　國外產品其實沒什么了不起
　　
　　過去很長一段時間，直到上世紀80年代中期，我國測繪事業發展面臨著極大的挑戰。一方面，國家經濟建設飛速發展，對測繪工作提出了更高、更迫切的要求；同時，測繪儀器裝備落后，精密航測儀器完全依賴進口，國外產品占據了90％的國內市場。由于國內研制不出這種儀器，外商漫天要價，一臺測繪儀器要價幾百萬元人民幣，甚至把一些零部件拼湊在一起高價出售。更重要的是，真正的尖端技術是不可能買來的。測繪技術和裝備的落后，嚴重制約了國民經濟的發展。
　　
　　“我們曾經進口一批記錄儀，每臺6萬美元，實際上是快要淘汰的產品，有的不能用、有的經常壞，維修一次又要上萬美元。過去外匯稀缺，國家還要花那么多錢去購買這些所謂的高技術產品。”老劉說。
　　
　　有一次在德國，一位外國專家演示他設計的示波器，打出復雜的波形給老劉看，不屑一顧地說：“這種復雜的光機電綜合儀器你們搞不了，還是研制單純光機型吧。”老劉當即把他要演示的下一幕提前道出來，剛才還自我感覺良好的外國專家只好尷尬地收起了儀器。
　　
　　“對進口儀器的高度依賴、外國人的輕視與傲慢，一次次震撼著我的靈魂，我痛心、惋惜、窩火！中華民族是一個偉大的民族，為什么就不能研制出自己的精密儀器？研制中國人自己的測繪儀器，把國外產品擠出去，是我們科研工作者義不容辭的責任！”不達目的，誓不罷休，成為老劉重要的人生信念。
　　
　　“我仔細研究國外的產品，其實沒什么了不起，我們完全做得了。有一次，國家組團出國考察談判，準備引進5臺解析測圖儀。團長問：‘什么是最需要引進的關鍵技術？’我說：‘除了油漆，我們都搞得了！’中國人并不比外國人笨，一定要有勇氣趕超世界先進水平。目前，國貨已經覆蓋國內市場90％以上，并成功走向國際市場。”老劉說。
　　
　　老劉憑著超強的自主創新意識，每隔幾年就拿出一項能夠解決測繪生產瓶頸問題的成果——第一個發明了寫入我國航測規范的作業方法，第一次將計算機技術引入航測生產領域，第一次成功研制正射投影儀、數控測圖儀、解析測圖儀、全數字攝影測量工作站、數字航攝儀等一系列具有自主知識產權的產品。
　　
　　測繪儀器的更新換代非常快。解析測圖儀是老劉1988年的科研成果，后來獲得國家科技進步獎一等獎。當時，所有人都為之雀躍：它結束了國外精密測繪儀器長期一統中國市場的局面。到1998年，這類解析測圖儀幾乎同時進了博物館。“我們必須不停地推出新產品，才能在世界上站穩腳跟。讓人感到欣慰的是，我國航測技術每10年一次的飛躍，基本上都采用了自主創新的產品。”
　　
　　出國只有一種理由
　　
　　上世紀80年代曾涌動出國潮。“我在美國、日本、德國的老同學、老朋友多次邀請我去國外，我都謝絕了。有人說，你這樣的人在國外，成為千萬富翁不是難事。但我從來沒有想過要成為千萬富翁，我不能為了個人待遇去為洋人打工。我是一個中國人，要為中國人爭氣。我不但要證明中國人不比外國人差，而且要證明中國人在國內干一樣能夠成功！有一次隨團訪歐，我在給哥哥的信中自豪地說，我只出一種國：講學、培訓外國人、推銷我的成果。我后來赴美國、加拿大是宣傳介紹我們的設備，赴日本是安裝設備、培訓日方人員，赴俄國是轉讓技術，赴芬蘭是去培訓，赴巴基斯坦、澳大利亞是裝設備。”老劉說。
　　
　　老劉的成果從根本上改變了我國測繪工作的落后面貌，極大地提高了測繪生產力水平。過去，測繪地圖需要做大量的野外工作，測繪工作者跋山涉水，風餐露宿，非常艱苦，有時甚至要冒生命危險。現在，利用他主持研制的全數字攝影測量工作站，航空照片、衛星照片上普普通通的高山、河流、房屋，由平面變得立體了。以前大量艱辛的野外測繪工作，現在坐在電腦前就能完成了。過去測繪一幅1∶1萬比例尺地形圖需要一年多時間，現在不到一個月就可以完成，地圖更新速度大大加快。僅此一項，就為國家節約資金約2億元。
　　
　　老劉的成果徹底打破了國外產品在中國測繪市場上的壟斷。僅以全數字攝影測量工作站為例，價格只有國外同類產品的1/10，不僅占領了60％的國內市場，而且批量出口到美國、日本等國家和地區。
　　
　　科研就像在地獄里爬行
　　
　　“我大學畢業分配到國家測繪總局測繪科學研究所（現在的中國測繪科學研究院），老所長語重心長地說：‘祖國需要什么，一線需要什么，我們就要研究什么。要到生產第一線去，解決生產一線的問題，這是研究所的責任，也是研究人員的責任。祖國的希望寄托在你們身上。’用自己的科研成果武裝測繪生產、提高生產力，是我一直堅持的人生追求。”
　　
　　回憶當年，老劉說自己研制航測儀器，一無現成圖紙，二無參考資料，三無資金支持。每走一步都要付出更大的代價。
　　
　　“1985年，根據航空測量儀器的發展趨勢，我們結合實際提出了研制解析測圖儀的總體方案與設計思路。這個課題不僅難度大，包括了光、機、電、航測、電腦技術在內的多種學科，而且時間緊，要在兩年四個月內完成總體設計和光、機、電部件加工以及上百個程序的編制、總體調試等工作。課題組每位同志都以忘我的熱切情懷，夜以繼日地工作。研制過程中，我們采取結合生產分階段研制的辦法，經過1000多個日日夜夜的艱苦鏖戰，1987年成功研制出JX-3解析測圖儀，并很快在國內得到大規模應用，一舉奪回解析測圖儀國內市場。德國一家公司的香港銷售公司一再降價仍難挽回市場，只得關張大吉。”老劉說。

　　“JX-3解析測圖儀開始用的計算機是單板機，沒有操作系統。為了能夠推廣應用，必須及時把單板機提升到系統機上面去。這是非常重要的一環。那段時間我帶著筆記本電腦，把原來單板機上面的驅動軟件，一個個移植到系統機里面去。春節期間，助手們回家探親，就剩下我，時間不等人，工作不能停！我拉著10歲的兒子幫忙，爺兒倆整個春節期間在實驗室連續苦干，一共焊接了幾百個焊點，累得幾乎直不起腰來。就在這一年，JX-3解析測圖儀實現了批量生產，并出口國際市場。”

　　
　　除了條件簡陋之外，從事測繪研究還面臨許多挑戰。老劉說：“科研工作就像在地獄里爬行，而且背上還壓著一口鍋，一不小心很可能會被扣在地獄里。誰最能吃苦，誰最能堅持，誰就能最后爬出去！否則，沒有頑強拼搏的意志和堅忍不拔的毅力，就會前功盡棄、一事無成！”他牽頭搞的幾個重大項目，從開始到成功每次都歷時10年左右，經過上百次的失敗、無數次的起起落落。但他從不氣餒，從未放棄。
　　
　　老劉說：“早在1968年，我們在四川編制空中三角測量程序，為了解決一個難點問題，我三天三夜在機房度過，連續上機時間最長的一次達8個小時。1980年國慶節，為了調試等高線擬合程序，3天假期我從始至終待在計算機房，每天連續工作10多個小時。”
　　
　　產業化最成功的科學家之一
　　
　　如果說矢志報國是老劉科研的動力，那么結合生產搞科研就是他的準則。他不贊成從紙面到紙面的科研工作，也不單純追求填補空白。“搞科研要向兩種人學習，在創新方面要向作曲家學習，永遠拿出新東西；在產業化方面要向廚師學習，你做的每頓飯都能被吃掉。科研成果如果缺少創新的成分，沒有自己獨到的東西，就不會有人應用，怎么談得上產業化？創新從何而來？只能是生產實際。”
　　
　　“剛參加工作時，國家測繪局從經濟建設需要出發，從1∶5萬比例尺地形測圖轉向1∶1萬大比例尺地形測圖。原來的那種方法精度比較低，不能用于1∶1萬比例尺測圖。我深入生產單位與作業員一起作業，對測繪生產有了充分的了解。通過潛心研究，不到一年時間就發明了坐標法解析輻射三角測量，解決了精度低的問題，為航空測量內業平面加密開創了新途徑。用這種方法，精度提高了一倍以上，而且省去了大量野外作業，滿足了測制1∶1萬比例尺地形圖的需要。”老劉說。
　　
　　JX-3解析測圖儀的實用性來源于實踐。老劉在研制儀器時，特意邀請生產單位的作業員來參與，生產作業需要什么功能，就在儀器上設置什么功能，想用戶所想，急用戶所急。用戶感慨說：“這儀器太好用了，真不知道劉先生是怎么知道測圖中那么多細微環節的！”
　　
　　長期以來，許多用戶對國產設備信心不足，甚至認為基本不能用，于是老劉把大量精力用在搞好產品服務上——經常帶領課題組同事走進測繪儀器工廠，深入用戶單位，上門服務，傳送經驗，免費解決各種問題。不僅完善了產品，而且感動了用戶。JX-4銷售至今，每年都銷售150套左右，覆蓋了整個國內市場。三四年前就有人預測市場已經飽和了，但JX-4的銷售勢頭一直旺盛不衰。
　　
　　老劉最近研制成功的數字航空攝影相機，從設計研制、生產到試驗，始終以用戶需求為第一目標，并針對進口產品的不足加以改進。因此，這一儀器在多個方面性能超過國外同類產品，引起瑞士、美國、日本、巴基斯坦等國技術同行的高度關注。
　　
　　從事科研工作40多年來，老劉發表的論文加起來不超過20篇，而他所有的科研成果沒有一個變成保險柜中的常駐圖紙，也沒有變成無人問津的“鐵疙瘩”，每個項目都在實際中應用，轉化為現實生產力。科技部高新技術發展及產業化司一位負責同志曾說：“劉院士的成果，做出一個應用一個，他是產業化最成功的科學家之一。”
　　
　　老劉的成果產生了極大的經濟效益和社會效益。他研制的全數字攝影測量工作站已在測繪、水電、鐵道、地質、冶金、煤炭、農林、城建、環保等行業大面積推廣應用。第三代解析測圖儀剛剛研制出來時，四川測繪局買了3臺，用這些儀器3個月就完成了寶成鐵路復線測圖任務，比采用傳統方法提高工效5倍，創造產值上百萬元。
　　
　　秘訣是鍥而不舍地學習
　　
　　談到自主創新的秘訣，他說就是鍥而不舍地學習。“自主創新本身就是各種知識、各種技術綜合集成的結果，要求我們必須瞄準科技前沿。每一次研制新的測繪儀器，都需要大量的光、機、電、航測、電腦、外語在內的多種學科。我不是搞計算機出身，通過學習，也照樣能掌握軟硬件；下干校前從未搞過儀器，幾年后通過鉆研，也成了光機電方面的行家。”老劉說。
　　
　　1980年，我國測繪界參加一次國際會議，老劉的論文被選中大會發言，因為他學的是俄語，不懂英文，只好請人代為宣讀。隨后，測繪局派他到外語學院脫產學習英語一年。“我很不自信，坐在教室最后一排的角落。一次，老師讓我念26個字母，我竟然念不全，引得同學發笑。于是，我主動要求調到第一排，發奮用功，學習結束時成績是全班第二。”
　　
　　2003年，老劉牽頭研制“SWDC數字航空攝影儀”，很多人認為他肯定搞不成。“我就是不服輸！我擠出盡可能多的時間學習這方面的基礎知識和發展前沿，心中有了底之后，便開始深入調研，到處請教。在四川，一個老航飛員介紹，現在航攝儀最常用的焦距150毫米偏長，88毫米偏短，120毫米最好。我牢記在心，現在SWDC-4的焦距就是等效于120毫米。在總參測繪局，一位同志介紹，要取得理想的測圖效果，數字航測儀的旁向視角必須達到90度以上，而進口產品的旁向視場角不到70度。據此，SWDC-4數字航測儀的旁向視場角超過了90度。經過深入研究，我們的這一成果不僅成功出爐，而且高程精度要比國外產品高好幾倍，由于精度的突破，攝影測量的應用領域大大拓寬，過去不能做的現在也變成可能。”老劉說。
　　
　　科研工作者不能昧著良心說話
　　
　　老劉當了院士以后，請他出席的會議多如牛毛。他就一個原則：與測繪有關的去，與測繪無關又不得不去的，去了也只講測繪。有個上市公司是老劉公司的客戶，請了幾位院士去開會，宣傳他們的新概念，希望院士們認可他們的發展規劃。老劉一聽，所謂的新概念都是虛的。其他院士都簽了字，一向秉承“客戶至上”的老劉就是不簽這個字。盡管得罪了客戶，老劉說科研工作者不能昧著良心說話。
　　
　　老劉為我國測繪事業的發展作出了重大貢獻，但從不躺在功勞簿上居功自傲，始終嚴格要求自己，從沒有要求組織給他解決過個人的問題。他愛人身體不好，兩個兒子都已成家，家里成了“空巢家庭”。為了不讓夫人感到孤獨，他有時出差也帶著夫人，但他公私分得很清楚，夫人的路費一定要自己出。劉先林家離單位遠，照顧愛人很不方便，院里想在單位大院里給他補一套單元房，他堅決不同意，說院里房子本來就緊張，不能再要了。前幾年，為了劉先林工作方便，院里專門給了他一套里外間的辦公室，可他把里間讓給同事搞研究、做實驗，自己辦公的地方擠了又擠。院里還提出為他配備汽車和司機，也被他一一謝絕。
　　
　　老劉的椅子也很有意思，還是1973年國家測繪局恢復后的膠合板凳，沒有扶手，上面的油漆早已脫落了。有人張羅給他換個舒服的椅子，他振振有詞：換了那種搖椅似的椅子固然很舒服，可是人坐在上面搖啊搖，容易睡著了。所以不能太舒服，太舒服就不能出科研成果。他還勸下面的年輕人，你們也都坐木椅子吧。