刘闯博士 北大地理学女博士刘闯:我的挑战杯获奖证书编号是001号

  [按]2007ESRI开发竞赛总决赛名单刚刚公布,今年的开发大赛也将画上一个句点。相信每一位选手都有不同的经历和感悟。今天非常高兴能够得到刘闯博士本人的亲自授权,刊登一篇她获得首届全国挑战杯大赛一等奖的故事,透过字里行间,可以让我们亲切的感受到一位老科学家个人成长的经历。

相信也会给所有参赛选手带来启发和鼓励,与大家共勉! 挑战杯今年要举行第10届,组委会说,鉴于我在挑战杯中有点特殊性,他们千方百计找到我,一定要我写点东西纪念,推辞不过,执笔如下。

我的挑战杯获奖证书编号是001号

    挑战杯-首届大学生课外科技活动成果展览获奖证书及奖牌在我的箱子底压了18年了。18年来,我辗转加拿大、美国,又回国,我没有把它们寄存它处,我无论走到那里,都把它们带在身边,时不时地翻阅这段历史,总会激起我对导师、对北京大学和对祖国的怀念,也勾出我对那段美好青春的追忆。

想办法把地理学与计算机结合起来-导师提出的挑战性方向     1986年春节刚过,我踌躇满志地跨进了令人神往的北京大学,开始了我攻读博士学位的研究生生活。

报到后,我去拜见我的导师地理系林超教授。林超教授1938年获英国利物浦大学地理学博士学位后回国,曾任中山大学教授、地理系系主任,理学院代院长和中国科学院地理研究所所长等职。

解放后,任北京大学教授,并任中国地理学会自然地理专业委员会主任。他学识渊博,谦和诚恳,提携青年人,深得国内外同行的敬重。我是在1985年中国地理学会自然地理专业委员会年会上初次见到林超教授,并十分有幸在这次会上他决定接收我作为他的学生。

在这之前,在我硕士论文完成期间,我曾用一年多的时间全面、系统地拜读和研究林超教授、赵松乔教授等国内在土地类型和自然区划领域最著名学者的著作,特别是林超教授对秦岭的研究、对北京山区土地类型的研究和自然区划的研究中的很多章节我都能够背诵。

    "我的主要任务是什么?"我底气不足地向导师询问。

的确,刚到北大,对自己未来的研究方向、博士将是什么高度均没有把握。"你的任务是想办法把地理学与计算机结合起来。"林超教授非常简短地指出了他对我研究方向的确定。20世纪80年代,计算机开始向各行各业普及。

然而,地理学依旧处于描述性阶段。北京大学地理系全系当时也只有二台苹果II微机。我知道,导师对我研究方向的确定是具有及其鲜明的前瞻性和时代性。但是,对于我这位本科出身于辽宁师范大学地理系,硕士出身于陕西师范大学地理系、计算机功底几乎为零的博士生来说,把跨领域问题作为自己的攻关方向,而且要在三年左右的时间里做出具有相当水平的研究成果,挑战性何其强,不言而喻。

寻找切入点,瞄准世界水平,确定挑战性问题     在我到北京大学不久,1986年6月,国家发布"中华人民共和国土地管理法",在这部建国以来我国在土地管理方面最重要的大法中明确规定"各级人民政府应当编制土地利用总体规划"。

而在当时,我国从未有全国性的土地利用总体规划,各级人民政府也均没有土地利用总体规划。我的本科课外实践和硕士论文均研究土地类型。因此,我意识到,这里有我的机会。我选择了在土地类型与土地利用总体规划之间的一个理论问题-土地评价问题作为我的切入点。

在详细研究了联合国粮农组织(FAO)土地评价分类系统的理论和方法后,结合我在本科和硕士期间的工作,我开始了把土地评价与计算机结合起来的研究工作。

    把传统的、以定性说明和传统制图为主要方法的土地评价与计算机结合起来需要解决二个关键性问题,其一是如何将传统的、定性说明为主的土地评价方法转化成定量或者定量与定性相结合并且可以计算机化的问题;其二是如何解决土地评价图的计算机化问题。

为此,我在北京大学图书馆的帮助下,查阅了1000多条国外相关研究成果目录或简介(由于当时只有目录检索,如果全文检索价格很高),在此基础上,先后向国外20余位最著名的专家发出索取他们论文全文的信函,几乎每一位专家均给我回复,有些专家甚至把其他相关成果也一并邮寄给我。

这些资料对我确立简捷的研究思路得益非浅。经过几个月的调研,我把研究工作重点分解成二个挑战性问题分别进行攻关。

初战告捷-第一个攻关成果论文在国际杂志发表并获北京大学五四科学奖     2006年是我全力研究如何将土地评价定量化和计算机化的一年。

为了解决这个问题,与数学系和计算机系博士生们切磋技艺和商榷研究的时间远远超过与地理学同行交流的时间。2006年10月,国际系统动力学世界大会在上海召开,参加这次大会的大部分是搞应用数学模型的专家。

为此,我向导师提出要参加该学术会议。由于承办该次大会的是上海机械学院,林先生有些犹豫。他问道:"上海机械学院承办的系统动力学大会与我们地理学有什么关系?"我解释了几句,但一时也说不清楚。

林先生没有立刻否定我的请求,他说,请朱德威(北京大学地理系计量地理学教授)教授写封信给他,如果朱德威教授同意,他就批准。为此,我找到朱教授说明了情况,朱教授立即写了一封信给林先生,说明系统动力学在区域地理学研究的潜力,他特别建议我去参加该学术会议。

林先生在收到朱教授的信函后,立即批准我参加在上海召开的系统动力学国际会议,并嘱咐我回来后专门向他汇报这次会议的情况。作为一名学识渊博、德高望重的导师,对于学生提出的问题,他还能做到不耻下问,调查研究,支持探索,实在是难能可贵。

十多年过去了,我已经从一名博士研究生成长为博士生导师,林先生对这个问题的处理精神深深地刻印在我的心中,不能忘怀。     上海会议回来后,我陷入到昼夜不分的研究状态。

理论分析-数据汇集-模型调试-编写程序-计算机计算,每一步都需要多次反复。最狼狈的一次是用Basic语言写的计算机程序中,把分号输入到计算机时输成了逗号,硬是二天没查出来毛病,但是程序就是不通,真把人急死。

更糟糕的是上机试验很难遵照学校正常作息时间,北京大学研究生楼(我们当时住30楼)晚10时就要熄灯、锁大门,而我的实验一般情况下都要做到半夜,有时候做到清晨。

与我同住30楼的数学系、物理学、生物系的女博士生们也有同样的情况。于是,我们联合起来,利用一个校长接待日找校长反映意见。在我们上学期间,北京大学有一个很好的机制,即校长接待日制度。

北大女博士生们联合起来找校长反映意见,这在北大还是第一次。我们得到了校长的特殊接待。在校长的直接关照下,30楼女博士生宿舍的几个房间电灯总闸不关,我们任何时候回宿舍都给我们开门(此外,校长还特批了一些经费为我们购置了体育用品,还特别批准了一台电视机,我们非常感谢)。

有的时候过了食堂开饭时间,我们就常用电热杯煮面条充饥。为了安全,学校不让用电热器,负责老师经常到各个楼去检查,查到了就没收。

所以,同学之间经常把电热杯借来借去。有一次,我正在煮面条,进来一个人问有没有电热杯,我说:有,就把刚刚煮完面条的电热杯给了她,说,拿去用吧。她说,还热着呢,我没收了。啊!我这才看清楚她是来查电热杯的老师!

北大是一个学术气氛很浓的学校,也是"国家兴旺、匹夫有责"的陶冶基地。北大当时几个达到国际或接近国际水平的实验工作,包括当时在国际竞争特别激烈且处于领先地位的低温超导的研究成果,最后一步试验成果的完成都有住在30楼的女博士生们的功劳。

我在完成了"模糊推理-土地评价新的定量方法研究"的论文英文稿后,把它寄给了在英国出版的国际土壤调查与土地评价杂志。三个月后,我收到该杂志主编的来信,他说,这篇论文他没有看懂,他请了荷兰Utrecht大学Peter Burrough 教授审稿,Burrough教授给予了很高的评价。

为了让更多的人能够读懂这篇论文,他请Burrough教授就模糊推理的基本原理做个介绍,并放在论文的最前面,为此请Burrough教授做论文第二作者,他问我是否同意这样处理。

我当然非常高兴,因为国际学术界没有人知道我,但是Burrough 教授很著名,我能和他合作发表论文,对我本人也是一个很高的荣誉。

我没有丝毫犹豫,立即给杂志主编回信表示同意并感谢他的安排。这篇论文发表在"Soil Survey and Land Evaluation"杂志1987年第2期首篇。这项成果同时获得1987年北京大学五四科学奖二等奖。

再接再厉-第二个攻关成果被纳入国家首次土地利用总体规划技术方案     1987年,我将主要研究精力集中到土地空间数据计算机处理方法论的研究上。

Peter Burrough 教授的土地信息系统(Land Information System)一书刚刚出版,他的研究成果给了我很大的启发。美国环境系统研究所(ESRI)开发的ARC/INFO软件是当时世界上最杰出的地理信息系统软件之一,但是,它很昂贵,北京大学没有这样的设备。

1987年5月,中国科学院地理研究所主持召开了第一次地理信息系统国际研讨会。经导师的协调,我有幸作为列席代表旁听了会议的报告。

我特别幸运的是在这次会上,我在偶然的机会中结识了美国ESRI总裁Jack Dangermond 先生,并专访了国际测量与遥感学会主席、日本东京大学村井 (Shunji Murai)教授。

   参加第一次地理信息系统国际研讨会的代表住宿在北京大学勺园,会场设在北京市北郊的中国科学院地理研究所。因此,会议安排了二个大客车作为交通工具,一个专为外国人,一个专为中国代表。

在开会的第二天早晨,我来的晚了一些,第一个大客车已经开出了,第二个大客车也已经基本坐满了,我上车后坐到了最后一排。就在车要开的时候,忽然上来了一个外国人,他没有选择地也坐到了最后一排。我们在互相自我介绍了以后,我惊讶地得知他就是赫赫有名的美国ESRI总裁Jack Dangermond 先生。

一路上,我不断地向他提着问题,也如饥似渴地认真听着他的讲解。下车前,我邀请他在北京大学做一个报告,他愉快地接受了我的邀请。

我以北京大学博士生部副部长的身份向学校有关方面做了汇报并得到批准,我们在北大三角地发出了请Jack Dangermond 先生做科学报告的海报,会议地点特别安排在北大校长办公楼二楼大会议厅。

包括Jack和我都没有想到的是来听报告的人数比参加第一次地理信息系统国际研讨会的人数还多。近200名青年学生踊跃地参加了报告会,他们有来自北大地理系、计算机系、数学系、地质系、地球系的本科生和研究生,也有来自清华大学、中国科学院的研究生。

我在主持会议的时候不免有些紧张,但是,Jack 兴致勃勃的讲解,同学们毫无拘束的提问使会场非常活跃,融洽。Jack 对这次计划外安排的报告非常满意。

以至于许多年后,每当有人到美国访问提起我时,他总是托他们带给我印有ARC/INFO图标的体恤衫。在Jack 的帮助下,我很快就与中科院地理研究所地理信息系统实验室、中国人民解放军总参测绘局、中国测绘局、中国石油总公司等ARC/INFO软件购置单位取得了联系,并得到在这些单位可以上机使用ARC/INFO 软件的机会。

在此基础上,我们与北京大学计算机中心合作,就土地评价和土地利用规划的计算机制图和建立土地利用总体规划地理信息系统的技术方案进行了试验和总结。

这项试验的技术报告使北京大学地理系在1988年赢得了辽宁省计委批准的"辽宁省土地利用总体规划"项目和国家土地管理局立项"全国土地利用总体规划"中"全国土地利用总体规划地理信息系统" "全国土地利用总体规划区划"二个课题。

地理信息系统技术首次应用于全国土地利用总体规划和作为省级试点的辽宁省土地利用总体规划,保障了土地利用总体规划工作的及时、更新和多方案的对比研究在技术路线方面的先进。

这项成果也成为后来"全国土地利用总体规划研究"专著的重要组成内容发表,同时也是我们团队获得国家土地管理局科技进步一等奖、国家科技进步三等奖的缘由之一。 在导师、研究生培养处和校长的帮助下,走向世界前沿 1987年下半年至1988年上半年,我集中精力把我从学士、硕士到博士研究生学习期间科学研究成果以"在地理信息系统中土地评价模型的建模研究"为议题做综合性的集成研究。

在这项研究工作中,最突出的特点是将土地评价科学、模糊数学模型和地理信息系统三个领域有机地结合起来,实践导师指出的将地理学与计算机结合起来的指南。1988年4月,我成功地完成了在地理信息系统中土地评价模型的建模研究的计算机实验工作,很快,我将这篇研究成果全文寄给了将在1988年7月1-10日在日本京都召开的国际测量与遥感学会第16届世界大会科学委员会。

同时,我给该届大会主席、国际测量与遥感学会主席、东京大学教授村井(Shunji Murai)先生写了一封长信,向他说明了我在1987年北京地理信息系统国际研讨会后就我的论文议题所提出的科学问题,技术解决方案和目前在中国土地利用总体规划可能应用的前景,同时,也说明了目前还有待于进一步解决的一些问题和可能的设想等。

我希望能够得到他的建设性指导意见。不久,我收到了村井(Shunji Murai)教授的回信,他给我寄来了参加国际测量与遥感学会第16届世界大会的邀请信,并在邀请信中特别指出,我的论文如果参会有可能获得最佳展出论文奖。

   当我把这个消息报告给导师后,林超教授第二天给北大研究生培养处写了一封信。他在信中特别指出:我的研究成果已经达到了国际先进水平,请求研究生培养处对我参加国际测量与遥感学会第16届世界大会的有关事宜给予安排。

20世纪80年代出国开会,除了要有非常优秀的研究论文外,更重要的是要有参会经费和非常难得的外汇额度。

而这些,都不在我的导师能力之内。北大研究生培养处在收到林超教授的信后,专门给学校打了报告,并把我带到校长办公室向负责外事的罗豪才副校长做了当面汇报。罗校长问我,是不是有把握得到这个奖。

我当时一点把握也没有,就立刻回答说:"我可不敢肯定一定能得到这个奖,我从来也没出过国,也从来没有参加过这样的国际学术大会"。说完这句话,我又担心校长不批准,我停顿了一会儿,有点胆却、小声地补充道:"但是,我可以肯定,如果我不去参会,我就一定得不到这个奖"。

我相信,我的这句补充的话,罗校长也听到了。罗校长在申请报告上签署了批准,经费和外汇指标由学校解决。当我们走出校长办公室的时候,研究生培养处的老师说,"你很幸运,北京大学那么多著名的教授、领导出国开会经费和外汇指标问题都不容易解决,你一个研究生校长特批是属于特例了。

" "一棵幼苗要成才,需要阳光、雨露、肥沃的土壤"-这是前几年中国科学院地理科学与资源研究所一位博士生在网上发表的文章中的一句话,它也道出了每一位研究生的心声。

但是,在我几十年的人生经历中体验,阳光不常有,雨露不常在。我幸运的是在我学术成长的过程中,我这棵幼苗根扎到了北京大学这块肥沃的土壤。

这块土壤不是四个汉字的组合,对于我来说,她就是导师、校长、培养处老师、我的博士生同学们,还有为我提供了大量信息的图书馆、试验的计算机房以及蕴育其中的、无形的北大精神。我默默无声地走出校长办公室,此时,我感觉到的是肩上的担子重了,"国家兴旺,匹夫有责" 从此在我的心中扎下了根。

同学们知道了我就要出国参加国际会议,大家约好了一个下午都留在宿舍。这次不研究如何搞学问,也不谈女性问题,而是举行了北京大学女博士生第一次特殊的时装表演。

全校共有十几位女博士生,大家每一个人都把自己所有的衣服翻了出来,有首饰的也都拿出来亮相。无论是谁的衣服和首饰,我们都互相试着穿,抢着带。我们给这天下午起了一个很好的主题:"北大女博士在国际会议上的着装"。

在北大30楼昏暗的楼道里,我们以"科学报告装"、"晚礼服装"、"休闲装"、"民族装"等主题认认真真地练了一个下午的礼仪。可以说"洋相"百出,大家时而严肃指正,时而笑得前仰后合。

夜幕降临,我们围坐在未名湖畔,一遍又一遍地唱起"念故乡"。"念故乡,念故乡,故乡真可爱….", 每一位同学心里都明白,不会很久,我们北大的女博士们都会走向世界,无论我们在哪里,北大-故乡永远是我们无尽的思念。   我在日本京都召开的国际测量与遥感学会第16届世界大会上如期地拿到了这个奖,获奖证书是这样写到:

我在北大上学期间的科学研究成果和在交叉领域科学研究能力的锻炼以及在此期间得到的国际测量与遥感学会第16届世界大会最佳展出论文奖为我后来在加拿大(加拿大哥伦比亚大学)、美国(美国国际地球科学信息网络中心-美国国家航空航天局信息中心之一)和联合国相关组织(联合国粮食与农业组织、联合国开发计划署、联合国经社理事会等)多次得到特殊机会奠定了坚实的基础。

挑战杯-首届大学生课外科技活动成果展览论文组一等奖     挑战杯-首届大学生课外科技活动成果展览征集大学生作品,我的论文"在地理信息系统中土地评价模型的建模研究"通过北京大学上报组委会。

在上报的材料中这样写到:"刘闯博士研究生独立完成的‘在地理信息系统中土地评价模型的建模研究’一文在土地科学、模糊数学、计算机科学的交叉领域创造了新的方法论。

这篇论文在国际测量与遥感学会第16届世界大会上获得最佳展出论文奖。

这次大会是国际测量与遥感学会4年召开一次的世界性大会,来自世界各国2000多位专家、学者出席了大会。中国有60多位专家出席了大会,其中包括来自大陆专家30多位,来自台湾、香港专家20余位。大会共有17位专家获得最佳展出论文奖,其中中国仅有一位。

刘闯博士研究生同时被大会主席安排在大会闭幕式上代表获奖者发言,她为祖国赢得了荣誉。"    1989年,在人民大会堂举行的挑战杯-首届大学生课外科技活动成果展览颁奖大会上,我获得了一等奖。

颁发给我的是由组织委员会主任张孝文(清华大学校长)和评审委员会主任张维(国家教委科技委员会主任)共同签署的获奖证书和奖章,它的编号是001号。

(2007年8月5日于北京) 作者简介: 刘闯,女,现任中国科学院地理科学与资源研究所研究员、博士生导师、全球变化信息研究中心主任。 1982年1月获得辽宁师范大学地理系理学学士学位,1984年12月获陕西师范大学地理系理学硕士学位,1989年5月获北京大学地理系理学博士学位,曾任北京大学地理系副教授,她同时兼任国际科学理事会(ICSU)科学数据与信息特别工作组委员、国际科学技术数据委员会(CODATA)发展中国家数据保护与共享任务组共同主席、国际地球观测卫星委员会(CEOS)信息系统与服务工作组(WGISS)用户副主席、数据应用任务组共同主席。

国内学术组织任职包括:国际科学理事会中国国家委员会(CNC-ICSU)委员、中国地理信息系统协会(CAGIS)空间数据委员会主任,国际地圈与生物圈委员会中国国家委员会(CNC-IGBP)遥感与数据信息系统工作组(RS/DIS)秘书长、国际全球环境变化人文计划中国国家委员会(CNC-IHDP)信息中心副主任等学术组织职务。

刘闯博士担任国家科学数据共享工程工作组成员,承担国家科技部科技基础条件平台建设和中德、中法高级科技合作、中科院知识创新工程等相关领域的科学研究项目。

加拿大哥伦比亚大学(UBC)访问教授,美国航空航天局国际地球科学信息网络中心(CIESIN/NASA)博士后、高级信息科学家、中国项目部主任,联合国开发计划署(UNDP)/粮农组织(FAO)、亚洲开发银行(ADB)地理信息系统专家和技术顾问等。