陈楚江：创新照亮航程

文｜本刊记者 王娜

陈楚江说：“我从业的几十年，正逢数字技术更新换代的历史转折点，我是一个亲历者、见证者，也是一个追索者和受益者。”

含蓄幽默、亲切谦和、机敏而富有感染力，这是中交第二公路勘察设计研究院有限公司（以下简称“中交二公院”）副总工程师陈楚江给人留下的第一印象。作为一名从事工程测绘技术35年的资深工程师，他的眼神中流露出坚韧与执着，而他的性情则是喜欢刨根问底、追求完美。

结缘一个创新永无止境的领域

出生于湖北山区的陈楚江，跟勘测设计有一种与生俱来的缘分。1986年，陈楚江毕业于西南交通大学铁道航空勘测专业本科，1989年获得西南交通大学工程测量专业硕士学位，2004年获得武汉大学摄影测量与遥感专业博士学位，用他的话说：“我从业的几十年，正逢数字技术更新换代的历史转折点，我是一个亲历者、见证者，也是一个追索者和受益者。”

自参加工作那天起，陈楚江就一直在中交二公院从事工程测绘研究与实践，对测绘手段如何“从地面上升到空中”感受颇深。他说：“从GPS、航测遥感，到卫星测绘、激光扫描测量和地质灾害遥感技术，体现了不同时代的技术特色。现在，技术人员坐在办公室里，只需动动鼠标，就能通过卫星、无人机等设备，采集到工程现场精确的测绘数据，实现了高效率、高准确率以及保障人身安全的目标，技术进步的速度太快了！”

技术进步要求技术手段不断创新，十分考验技术人员的知识更新换代以及解决工程实际问题的能力。陈楚江评价自己是个“较真”的人，不喜欢墨守陈规，“既然常规的技术手段解决不了实际问题，我们就用创新手段攻克难题。”他的话掷地有声。正是凭借这股韧劲，陈楚江带领团队攻坚克难、推陈出新，大力推动了我国工程勘测技术的提升。

多年来，陈楚江负责了数十条高速公路的测绘工作，撰写专著2部，论文67篇，主编交通运输部行业标准5本、主审2本，已获授权的国家发明专利14项。获各级奖励、荣誉60余项，包括“国家科技进步二等奖”“中国勘察设计协会优秀工程勘察与岩土工程一等奖”“中国专利优秀奖”“第九届中国青年科技奖”等，并成为享受国务院政府特殊津贴专家、新世纪百千万工程国家级人选。

高分辨率卫星图像空间三维测量

集成应用为勘测开创新天地

早在1996年，陈楚江就担任了“GPS、航测遥感、CAD集成技术开发与推广应用”课题集成技术负责人，主持了多项关键技术的研究工作。该课题是“九五”国家重点科技攻关项目“国道主干线设计集成系统开发研究”中第一个课题，也是公路交通行业首次以设计院（企业）为主体进行科技攻关的项目，课题研究内容在国内尚属首次。

从1996年1月开始，研究历时4年半。陈楚江主持参与了集成技术的总体设计，调查国内外GPS、航测遥感、公路CAD及其集成情况，进行数据结构及相关数据库的设计；提出了海量数据约束Delaunay三角网的快速生成算法，引入地形特征线作为约束条件，实现数据粗差探测、质量可视化控制及三角网实时动态增、删、改、移；组织开发AutoCAD环境下数字地面模型软件，负责系统结构、数据结构、程序模块的设计，并进行软件的测试与集成；提出了设计模型、地表模型、影像模型叠加形成综合模型，以及综合模型的实时剖切和断面插值方法，实现了无缝的数据连接与资源共享；负责公路虚拟景观实时动态漫游需求说明书的编写，数据组织与空间索引方法设计，纹理、影像与DEM的叠加，虚拟场景布置，以及软件测试等。

陈楚江介绍说：“集成技术改变了以往公路方案设计的方法，可快速实现多方案比选和优化，综合应用能够使整个公路勘察设计效率提高2至3倍，缩短了设计周期，为勘察设计质量控制、优化设计和工程建设环境评价提供直观可视化依据，并节省大量的工程投资。”

2001年，该课题研究成果被科学技术部、财政部、国家计委、国家经贸委评为“九五”国家重点科技攻关优秀科技成果奖。2003年，课题荣获“国家科学技术进步二等奖”，主要研究成果在西部地区12个省份进行推广应用，建立了50余个典型工程，总里程达到4000余公里，预估节约工程造价数十亿元。

GPS、航测遥感、CAD集成技术

高分卫星测绘打通中国最后一个县

直至今日，陈楚江始终认为：“墨脱公路通车是中国乃至世界近半个世纪勘察设计理念、技术的集体智慧结晶和体现。”

2013年，中国最后一个未通公路的县——西藏墨脱，实现公路全线通车。墨脱公路号称“世界公路建设的极限”，2001年，中交二公院成立墨脱公路勘测突击队，35岁的陈楚江担任测量组负责人。据他回忆，由于当时技术落后，勘测工作多数依靠人工，工作环境非常艰苦，工作人员要应对缺氧、地质灾害等多方面的难题。当时，他们手里只有一张不算准确的1：50000的地形图，若要满足公路方案设计要求，精确度必须达到1：2000～1：10000，基础资料基本空白。除了这张图外，还有手持GPS和卫星电话，但在深山峡谷中，设备根本接收不到信号。为此，陈楚江果断提出，使用高分辨率遥感卫星技术解决勘测难题，当时，高分辨率卫星刚刚投入使用，处于初步探索阶段，但他的建议立刻得到中交二公院领导的支持。

2001年至2005年间，陈楚江担任墨脱公路高分辨率卫星勘察技术负责人，他带领团队连续三年多次徒步穿越墨脱，行程近1500公里，进行了大量的工程科学试验和研究，主持研究了大规模高分辨率卫星高精度测量、工程精化似大地水准面模型、多源多时相空间数据分析、地球空间信息技术与公路CAD的集成等墨脱公路建设所急需的重大、关键技术，其中，应用高分辨率卫星图像进行公路勘察设计后，使墨脱公路从8个路线方案优化到1个路线方案，里程缩短41公里，节省建设资金7.3亿元。这项技术对整个地质条件复杂的西部地区的公路建设，产生了深远的指导意义。

激光扫描勘测技术助力高速公路改扩建

“不上路测量就能获取既有道路精密信息，不仅保障了人员野外作业的安全，而且保障了仪器设备、交通车辆的安全。”陈楚江说。

陈楚江担任第一完成人的“机载激光雷达技术在公路勘察设计中的应用研究”荣获2009年中国公路学会科学技术一等奖。图为陈楚江（左一）领奖。

G4京港澳高速公路河北段是国道主干线和河北省经济发展轴，是北京南向最重要的出入通道，是全国最繁忙的交通通道之一，也是河北省第一条高速公路改扩建项目。其中，京石高速公路改扩建项目全长224.68公里，工程概算总投资188.8亿元，针对该改扩建工程建设要求高、技术复杂、交通组织难度大等特点，陈楚江创新性地提出了基于机载三维激光扫描的改扩建勘测设计方法，并担任技术负责人。

陈楚江首次提出并成功实施了低于200米的沿既有道路超低空激光扫描、激光设备选型与搭载、路面控制与点云精化等方案，得到了院士、同行专家一致好评。由他发明的“一种基于机载激光测量的公路改扩建勘测方法”和“一种激光雷达扫描测量平面坐标精密修正方法”分别获得国家专利授权，可以自动获取既有道路精确的三维空间信息，代替人工上路测量，能够满足公路改扩建在不中断交通情况下的建设需要。

人才是做好一切工作的基础。陈楚江组建了一支优秀的项目团队，以解决飞行扫描方案、激光系统的选型、系统的挂载与集成等技术问题，确定合理的技术指标、参数，发明路面控制标志并现场布施，试验分析控制点数量、分布等。他深入工程一线，督导现场工程验证，进行激光测量成果的抽检、相关专业成果比对、验收检测、监理检测，以及施工检测等多环节的验证，激光扫描成果质量优、水平高。

激光扫描测量，有力保障了京石高速公路改扩建工程作为2013年交通运输部科技示范工程项目和首批绿色低碳主体公路试点项目的推进，“而且机载激光测量有力保障了既有道路交通畅通，为建立高速公路交通应急及安全保障提供了技术支持。”陈楚江说。

让中国勘测技术走出去

2008年4月起，陈楚江担任中交二公院副总工程师，此时的中交二公院逐步成为国内外勘察测绘领域的“领头羊”。随着高分辨率卫星测绘技术国际影响力的提升，陈楚江又被委以海外项目的重任。

“科学无国界，科学技术就是要为全人类造福。”陈楚江说。

牙买加南北高速公路项目，是牙买加历史上规模最大的交通运输类项目，全长66公里，总投资7.34亿美元（约合人民币46.93亿元），采用BOT模式，由中国与牙买加签订合作框架协议，中国交通建设集团自行设计建造。据陈楚江回忆，工程伊始，中交二公院选派了20多人到工程现场进行勘测设计，但项目区域植被茂密，人员行进困难，毒虫叮咬事件时有发生，且天气多变，雨量充沛，地面测量面临极大困难。为此，中交二公院决定采用0.5米高分辨率卫星测绘大比例尺地形图，协同公路设计。陈楚江接到的任务是，主持制定南美地区高分辨率卫星数据采集及控制测量方案并组织实施，根据项目路线方案走向和高分辨率卫星轨道特点，编程采集高分辨率卫星图像数据，为避开云影遮盖测区的情况，对多时相高分辨率卫星图像进行融合拼接。

陈楚江一方面指导团队人员在中国境内研究多时相单景卫星图像进行立体测绘，利用高分辨率图像生成牙买加南北高速公路数字地形图，破解热带雨林气候的卫星采集地面信息的难题。另一方面，指导牙买加现场的人员进行具体选点和测量，然后通过网络将信息传输给国内，由国内的技术人员进行卫星图像区域加密，生成3D产品，并通过网络再传输给现场的技术人员开展实时设计。

就这样，高分辨率立体卫星图像测绘技术，不仅解决了空域限制难题，仅15天就获取了测区内的卫星图像，并生成满足工可要求的基础数字地形图，而且利用沿线布设的少量地面控制点，大规模快速地获取了路线走廊带大比例尺数字线划图，满足了牙买加南北高速公路项目初测、定测阶段公路勘察设计所需的基础地形资料。

据了解，高分辨率卫星公路勘测设计实现了自动化、集成化，极大地减少了外业控制测量和内业加密工作量，使综合勘察设计效率提高了两倍。既大范围调查了区域地形、地貌，并对生态系统进行可视化评估，将公路工程建设对生态环境的影响降至最低，还避免了由民族、宗教、政治等问题引起的地面工作安全风险，为我国“一带一路”倡议及其基础设施建设提供了强大技术支撑。

2016年，牙买加南北高速公路项目获得“牙买加优质工程奖”。

2019年2月，交通运输部公路局与巴基斯坦公路局政府间技术交流。为感谢中交二公院在巴基斯坦公路建设中的技术贡献，巴方公路局AsimAmin副局长向陈楚江颁赠纪念奖牌。

“中国标准”助力“中国建造”

在陈楚江看来，国外工程实践，为我国的国际技术交流与合作提供了良好机遇，是“中国方案”“中国智慧”及“中国标准”的成功示范。

重庆高速公路集团有限公司 供图

多年来，他主编5 部交通运输部行业标准，包括《公路工程卫星图像测绘技术规程》《Specifications of Satellite Imagery Mapping in Highway Engineering》《公路工程地质遥感勘察规范》《公路工程激光扫描测量规范》《公路摄影测量规范》。

陈楚江认为，国际标准交流是非常必要的，在全球竞争日益激烈的当今社会，标准的竞争已经成为国家间经济、技术竞争的战略制高点，谁能够制定国际通行的标准，就意味着在国际竞争中占据主动地位。在中国企业“走出去”的同时，要注重推行中国标准，提高中国企业在国际上的话语权。他说：“面对工程关键问题，要不断创新勘测技术手段和方法，并在工程中实践运用，提炼出国际、国家和行业标准，助推国际标准交流。”

陈楚江再三强调，勘测技术的进步要感谢时代赋予的机遇，感谢交通基础设施的快速发展。只有路在延伸，测绘技术才有进步的空间。当前阶段，他又为自己设立了更高的创新目标：攻克三维高精度快速建模和信息智慧感知这两项工程技术难题，让现代交通带给人民获得感、幸福感、安全感，让工程技术人员有职业自豪感。