Im Alter von 45 Jahren löste er mit einem Artikel ein jahrhundertealtes Problem, und im Alter von 85 Jahren stand er auf dem höchsten Wissenschafts- und Technologiepodest des Landes.

Von der Fahrt durch Berge und Flüsse mit Messmaschinen über die Fernerkundung aus der Luft bis hin zur Fernerkundung per Satellit – das Gebiet der Vermessung, Kartierung und Fernerkundung verändert sich mit der Weiterentwicklung der Technologie rasant. „Meine Lebensaufgabe besteht darin, Vermessung und Kartierung digital, intelligent, automatisiert und in Echtzeit zu gestalten.“ Obwohl er 85 Jahre alt ist, arbeitet Akademiker Li Deren immer noch hart. Durch sein unermüdliches Denken und seine Innovationskraft hat er unserem Land einen grundlegenden Wandel von der traditionellen Vermessung und Kartierung hin zur informationsbasierten Vermessung und Fernerkundung ermöglicht und China auf den innovativen Weg gebracht, eine Macht im Bereich der Fernerkundung zu werden. Im Jahr 2024 gewann dieser „Meister“ der chinesischen Vermessungs- und Kartierungsbranche die höchste Wissenschafts- und Technologieauszeichnung des Landes.

Man kann sein Leben nicht verschwenden

Liebe mein China und lass mein Land gedeihen. Lerne fleißig, solange du jung bist, und gib das Erbe meiner Nachkommen weiter. Spiele Musik und schreibe Kalligrafie. Respektiere Lehrer und Freunde und sei ihnen gegenüber respektvoll. Lebe in Harmonie mit deinen Nachbarn, hilf den Jungen und respektiere die Älteren … Arbeite hart und spare Geld, dann wird deine Familie gedeihen. Li Deren kannte die 80 Wörter in „Anweisungen der Familie Li“ auswendig. Ob er als Kind lernte, als Erwachsener ein weiterführendes Studium anstrebte oder bei der Arbeit auf Schwierigkeiten stieß, Li Deren nutzte oft „Familienmottos“, um sich selbst Mut zu machen.

Li Deren schloss sein Studium 1963 mit einem Bachelor-Abschluss ab und wurde mit guten Noten zum Master-Programm zugelassen, seine Zulassung wurde ihm jedoch aufgrund eines „falschen“ Dokuments in seiner Akte wieder entzogen. Danach erlebte Li Deren 15 Jahre seines Lebens voller Widrigkeiten. Selbst als er zur Kaderschule vom 7. Mai geschickt wurde, bestand er darauf, weiter zu lernen. Im Jahr 1978 wurden im Land wieder Doktoranden zugelassen und Li Deren kehrte schließlich auf den Campus zurück. In diesem Jahr wurde er 39 Jahre alt.

„Ob in guten oder schlechten Zeiten, wir müssen Vertrauen und Selbstachtung haben, genau wie aus einem Stück weißen Stoff, aus dem man einen Hut machen kann, den andere tragen können, oder ein Kissen, auf dem andere sitzen können … Die Menschen dürfen ihr Leben nicht verschwenden, sie müssen einen Beitrag für das Land leisten.“ Sein Patriotismus und sein unerschütterlicher Wille ermöglichten es ihm, den Stürmen der Zeit standhaft zu trotzen.

Am Eingang des Vermessungs- und Kartierungslabors der Universität Wuhan steht eine Statue von Li Derens Mentor Wang Zhizhuo. Wang Zhizhuo, Xia Jianbai und Chen Yongling gelten als Begründer der chinesischen Vermessung. Sie arbeiteten zusammen, um die rückständige Situation des chinesischen Vermessungswesens zu dieser Zeit zu verbessern.

Li Deren erinnert sich noch immer an seine Bekanntschaft mit seinem Mentor Wang Zhizhuo. Während seines Studiums entdeckte er mehrere Fehler in sowjetischen Lehrbüchern, schrieb drei wissenschaftliche Artikel, um sie zu erklären, und bat seine Kommilitonen, sie an Wang Zhizhuo weiterzuleiten. Zu Li Derens Überraschung lud ihn der damalige Abteilungsleiter Wang Zhizhuo tatsächlich zu sich nach Hause ein, um bis spät in die Nacht zu diskutieren.

▲1991 arbeitete Li Deren an der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich

Im Jahr 1978 führte das Land die Aufnahmeprüfung für Doktoranden wieder ein und der 39-jährige Li Deren wurde seinem Wunsch entsprechend an der Graduiertenschule von Wang Zhizhuo aufgenommen. Drei Jahre später schloss Li Deren sein Masterstudium mit hervorragenden Noten ab. 1982 bot sich Li Deren die Möglichkeit, in der Bundesrepublik Deutschland zu studieren. Auf Empfehlung von Wang Zhizhuo studierte er bei Professor Ackerman, einem international renommierten Wissenschaftler für Photogrammetrie und Fernerkundung. Damals stellte ihm Ackerman ein sehr anspruchsvolles Problem im Bereich der Luftbildvermessung: Er sollte eine Theorie finden, die gleichzeitig zwischen zufälligen Fehlern, systematischen Fehlern und groben Fehlern unterscheiden kann.

Das Fehlerproblem war damals eine globale Herausforderung. Li Deren arbeitete mehr als zehn Stunden am Tag und schloss seine Doktorarbeit in Deutsch schließlich in nur einem Jahr und vier Monaten ab. Bei der Verteidigung seiner Doktorarbeit erreichte er 1 Punkt + 5 Sterne, was zu diesem Zeitpunkt der höchste Punkterekord an der Universität Stuttgart war. Bei einem Treffen vor seiner Rückkehr nach China machte Professor Ackerman eine Ausnahme und veröffentlichte seine Kommentare zu Li Derens Artikel. Professor Gravarent, ein international renommierter theoretischer Geodät, schrieb: „Ich bin von dieser Arbeit begeistert. Sie löst ein schwieriges Problem, das die Messtheorie und -praxis seit mehr als hundert Jahren plagt.“ Weil er die Theorie der Entdeckung grober Fehler zur Theorie der Unterscheidung grober Fehler von systematischen Fehlern weiterentwickelte, wurde er mit dem Lufthansa Aviation Surveying Award der Bundesrepublik Deutschland ausgezeichnet. Heute verwendet jedes Land der Welt die Theorie von Li Deren bei der Kalibrierung von Anpassungssystemen für Luftvermessungen.

Nach seinem Abschluss in Deutschland boten viele ausländische wissenschaftliche Forschungseinrichtungen Li Deren ihr Friedensangebot an. Angesichts der Einladung kehrte er entschlossen nach China zurück. Li Deren dachte genau das, was seine Frau Zhu Yixuan in einem Brief schrieb: „Du bist eine Kuh, die bis zu ihrem 45. Lebensjahr das Gras des Landes frisst. Jetzt solltest du zurückkommen und Milch geben. Jetzt ist es an der Zeit, dass du deinen Beitrag leistest.“

Vom Rückstand in die Spitzengruppe

Im März 1985 stand Li Deren auf dem Podium seiner Alma Mater. Titel und Vergütung waren ihm egal, aber er unterrichtete drei Kurse für Studenten. Ein Jahr später wurde er ausnahmsweise zum Professor befördert. 1991 wurde er zum Mitglied der Chinesischen Akademie der Wissenschaften gewählt. 1994 wurde er zum Mitglied der Chinesischen Akademie der Ingenieurwissenschaften und der Eurasischen Akademie der Wissenschaften gewählt. 1997 wurde er zum Präsidenten der Wuhan University of Surveying and Mapping gewählt, bis die Schule im Jahr 2000 mit der Wuhan University fusionierte.

Kurz nach seiner Rückkehr nach China erhielt Li Deren eine schwierige Vermessungsaufgabe: Er sollte die Grenze zwischen China und einem Nachbarland in einem Minenfeld kartieren. Die lange Grenzlinie ist entweder in den Bergen versteckt oder an gefährlichen Stellen verteilt, und unter der Erde könnten Minen vergraben sein. Es ist nicht möglich, die Situation in kurzer Zeit allein durch manuelle Vermessungen schnell zu erfassen. Li Deren schlug vor, „GPS ins Flugzeug zu integrieren“ und mithilfe der Technologie der „GPS-Lufttriangulation“ die Grenzkartierungsaufgabe schnell zu erledigen, ohne dass dafür Bodenkontrollpunkte erforderlich wären. Dies war das erste Mal, dass die Chinesen eine Grenze mithilfe eines luftgestützten GPS-Systems kartierten. Danach nutzte er diese Technologie, um Luftaufnahmen und Kartierungen vieler Orte in meinem Land durchzuführen, darunter der Insel Hainan und der Tiger Leaping Gorge.

Um die Jahrhundertwende war Li Deren äußerst besorgt, als er mit der Tatsache konfrontiert wurde, dass sein Land in vielen Bereichen, etwa bei Satelliten, der Luftfahrt und Bodensystemen, hinter anderen zurücklag. Seiner Meinung nach „kann es ohne große Fortschritte keine Innovation geben. Wenn wir einfach nur anderen folgen und immer wieder dieselben Forschungsergebnisse liefern, werden wir immer hinterherhinken. China braucht seinen eigenen hochauflösenden Satelliten.“ Im Jahr 2002 schlug der damalige Staatschef Li Deren dem Land vor, „ein hochauflösendes Erdbeobachtungssystem für mein Land aufzubauen“. Dieser Vorschlag wurde bestätigt, das Projekt wurde 2005 offiziell gestartet und als eines der 16 großen nationalen Projekte meines Landes aufgeführt.

Nach 15 Jahren hat das „Gaofen-Sonderprojekt“ bemerkenswerte Ergebnisse erzielt und im Wesentlichen die wichtigsten Bedürfnisse der wirtschaftlichen Entwicklung, des Aufbaus der Landesverteidigung und des Lebensunterhalts der Bevölkerung erfüllt. Außerdem hat es meinem Land ermöglicht, bei der Satellitenfernerkundung und ihren Anwendungen mit dem fortschrittlichen Niveau der Welt gleichzuziehen. Im Jahr 2020 gewann die zugehörige Forschung „Schlüsseltechnologien und Anwendungen für die hochpräzise intelligente Verarbeitung von Himmel-Boden-Fernerkundungsdaten“ den ersten Preis des National Science and Technology Progress Award.

„Dieser Erfolg ist das Ergebnis unserer Nutzung chinesischer Weisheit, Mathematik und Prozesskontrollmethoden, um unter der Bedingung begrenzter Komponenten ein Weltklasseniveau zu erreichen“, sagte Li Deren stolz.

Von der Abhängigkeit von ausländischen Importen für 85 % der Satellitendaten über die Erreichung einer 85-prozentigen Autarkie bis hin zum Export in andere Länder hat sich die Vermessungs-, Kartierungs- und Fernerkundungstechnologie meines Landes schrittweise aus der Rückständigkeit in die Weltspitze entwickelt und ein echtes „globales Beobachtungssystem des chinesischen Volkes“ geschaffen. Angetrieben von der treibenden Kraft der Unabhängigkeit und Eigenständigkeit leitete Li Deren das Team auch dabei, die Positionierungsgenauigkeit von inländischen Satellitenfernerkundungsbildern von 300 Metern auf 0,5 Meter zu verbessern. Entwicklung des integrierten Himmel-Luft-Boden-3S-Fernerkundungssystems meines Landes für Vermessung und Kartierung; ein unabhängiges und kontrollierbares nationales geografisches Informationstechnologiesystem eingerichtet; und gewann sechsmal den National Science and Technology Progress Award.

Durch die Umsetzung des „Gaofen-Projekts“ konnte Chinas Forschung im Bereich der Fernerkundungssatelliten, die im Vergleich zu westlichen Ländern fast 30 Jahre zurücklag, einen sprunghaften Entwicklungssprung von der Nichtexistenz zur Exzellenz vollziehen. Die Satellitenauflösung wurde auf das zivile Niveau von 0,5 Metern verbessert und die Servicezeit für Fernerkundungsinformationen von mehreren Stunden auf 8 Minuten verkürzt, wodurch das fortschrittliche Niveau der Welt erreicht wurde.

▲Im Jahr 2012 wurde Li Deren (erster von links) zum Ehrenmitglied der International Society for Photogrammetry and Remote Sensing ernannt

Li Deren war schon immer davon überzeugt, dass die Errungenschaften wissenschaftlicher Forscher – seien es Technologien oder Produkte – den Menschen zugute kommen und für sie genutzt werden sollten. „Vermessung und Kartierung sind für jede Branche, jede Familie und das tägliche Leben jedes Menschen unverzichtbar.“ Bei der Qinghai-Tibet-Eisenbahn können die Manager mit einem selbst entwickelten Produkt „dreidimensionale Karte“ Anlagen entlang der Strecke Tausende von Kilometern entfernt mit nur einem Mausklick überwachen. Für die Olympischen Spiele in Peking leitete Li Deren ein Expertenteam, das in allen Aspekten professionelle „persönliche Dienstleistungen“ bereitstellte, von der Bewerbung um die Olympischen Spiele über den Bau der Austragungsorte bis hin zur erfolgreichen Ausrichtung. Für Digital Dunhuang nutzte das Forschungsteam von Li Deren neue Vermessungs- und Fernerkundungstechnologien, um alle Kulturdenkmäler, einschließlich der äußeren Form der Mogao-Grotten und der Skulpturen in den Höhlen, mit millimetergenauer Genauigkeit auf Computern zu virtualisieren und dabei den Schutz des kulturellen Erbes, die kulturelle Bildung und den Kulturtourismus zu integrieren …

Aber es gibt eine Sache, die Li Deren immer noch nicht loslassen kann. Im Jahr 2008 ereignete sich in Wenchuan ein schweres Erdbeben. Während der Erdbebenhilfe war es den Menschen aufgrund des Fehlens von Fernerkundungssatelliten zunächst nicht möglich, Informationen über die Katastrophe zu erhalten und den Rettungskräften innerhalb der goldenen Rettungszeit von 72 Stunden weitere Hilfe zukommen zu lassen. Er sagte, dass mein Land damals nur über Fernerkundungssatelliten mit einer Auflösung von drei Metern verfügte und dass es davon nur sehr wenige gab, sodass es unmöglich war, die Situation in Wenchuan „klar zu erkennen“. „Wir betreiben seit jeher Fernerkundung, können aber die Anforderungen der Erdbebenhilfe und der Katastrophenhilfe nicht erfüllen. Wir fühlen uns schuldig!“ Glücklicherweise haben die Fernerkundungssatelliten meines Landes nach mehr als zehn Jahren harter Arbeit nun dieses Genauigkeitsniveau erreicht.

Tatsächlich spielte die Fernerkundungstechnologie bei der Katastrophenhilfe in Wenchuan unter den damaligen Bedingungen immer noch eine bedeutende Rolle. So wurde beispielsweise Tangjiashan durch das Erdbeben in zwei Hälften geteilt, wodurch ein hängender See mit einer Wasserspeicherkapazität von fast 300 Millionen Kubikmetern entstand. Ein Einsturz würde für Millionen von Menschen in Mianyang und anderen Orten zu einer Katastrophe großen Ausmaßes führen. Für die zuständigen Abteilungen ist es schwierig, zu entscheiden, was zu tun ist.

Im entscheidenden Moment meldete sich Li Deren freiwillig, um nach Wenchuan zu eilen, und leitete das Team des National Key Laboratory of Surveying, Mapping and Remote Sensing Information Engineering der Universität Wuhan, um das Gelände des Tangjiashan-Erdrutschsees zu scannen. Mithilfe der Fernerkundung aus der Luft erhielten sie detaillierte Daten zum Wasserstand, zur Fließgeschwindigkeit, zum Druck usw. des Erdrutschsees und erstellten das detaillierteste dreidimensionale digitale Höhenmodell. Auf Grundlage der Ergebnisse der Datenanalyse sind sie davon überzeugt, dass der Tangjiashan-Erdrutschsee zwar gefährlich, aber noch immer stabil ist und dass die Risiken durch den Einsatz offener Kanalumleitungsmethoden eliminiert werden können. Das Team meldete diese Daten an die Erdbebenhilfezentrale und lieferte damit eine wissenschaftliche Grundlage für den richtigen Umgang mit der Gefahrensituation.

Auch zur Katastrophenhilfe hat Li Derens Team im Rahmen der Sommerhochwasservorsorge im Jahr 2023 einen Vorschlag unterbreitet: „Organisieren Sie die Evakuierung so schnell wie möglich.“ Durch diesen Vorschlag konnten über 6.400 Menschen aus der Gefahrenzone gerettet werden. Damals nahm der von Li Derens Team eigenständig entwickelte Satellit „Luojia-2“ Radarbilder über den Katastrophengebieten in Hebei auf und entdeckte einen Bruch im Deich. Das Team gab umgehend eine Frühwarnung an die zuständigen Abteilungen heraus. Es stellte sich heraus, dass durch diese rechtzeitige Warnung eine „Katastrophe vermieden wurde, die mit herkömmlichen Mitteln nur schwer zu verhindern gewesen wäre“.

Wo immer das Land es braucht und die Menschen Ansprüche haben, sind Li Deren und sein Team immer zu finden.

Für die Interpretation der wahren Bedeutung des Wissenschaftlergeistes in praktischen Handlungen wurde Li Deren der Titel „Schönste Wissenschafts- und Technologiearbeiterin des Jahres 2021“ verliehen. Als führende Persönlichkeit auf dem Gebiet der Photogrammetrie, Fernerkundung und Geoinformationswissenschaft genießt Li Deren auch in der internationalen akademischen Gemeinschaft hohe Anerkennung. Im Juni 2022 wurde ihm die Block Gold Medal verliehen, eine der einflussreichsten Auszeichnungen im internationalen Bereich der Photogrammetrie und Fernerkundung. Damit war er der erste Mensch in unserem Land, dem diese Ehre zuteil wurde.

Die „östlichen Augen“ polieren

Das Global Positioning System (GPS) der USA, GLONASS Russlands, das Galileo-Satellitennavigationssystem (Galileo) der Europäischen Union und das Beidou-Satellitennavigationssystem (BDS) Chinas sind derzeit die vier wichtigsten Satellitenortungssysteme der Welt. Um die Genauigkeit von Satellitennavigationssystemen auf den Zentimeter- oder sogar Millimeterbereich zu verbessern, ist beim Aufbau eines Satellitenpositionierungssystems im Allgemeinen die Einrichtung von Basisstationen auf der Erde erforderlich.

Als ein bestimmtes Land erstmals den Aufbau eines Satellitennavigationssystems plante, errichtete es Tausende von Basisstationen in vielen Ländern und Regionen, darunter auch China. Im Jahr 2020 musste China für den Beidou-Einsatz eine Basisstation im Land bauen, was jedoch abgelehnt wurde. In diesem Zusammenhang leitete Li Deren das Team bei der Lösung des Problems und entwickelte auf kreative Weise Chinas erstes System zur Verbesserung der Satellitennavigation in niedrigen Umlaufbahnen sowie ein für den Innen- und Außenbereich integriertes Navigations- und Positionierungssystem für Mobiltelefone im Submeterbereich. Mit diesen Systemen kann der chinesische Beidou-Satellit eine extrem hohe Positionsgenauigkeit erreichen, ohne dass in einem bestimmten Land eine Basisstation errichtet werden muss. Das Erreichen dieses bahnbrechenden und bedeutenden Innovationsergebnisses bedeutet, dass China in dieser Spitzentechnologie weltweit die Führung übernommen hat.

▲Li Derens Schüler Gong Jianya (rechts) und Li Pingxiang (links) gewannen den Golden Bull Award

In den letzten Jahren hat das von Li Deren geleitete Vermessungs- und Kartierungsteam der Universität Wuhan weitere Fortschritte gemacht. Als Reaktion auf viele Probleme bei der Satellitenfernerkundung meines Landes, wie etwa „hohe Kosten, geringe Effizienz, Instabilität und wenige Anwendungen“, haben sie ihre Aufmerksamkeit einem größeren Projekt zugewandt – dem intelligenten Fernerkundungskonstellationsprojekt „Oriental Eye“.

Derzeit sind die von der Universität Wuhan entwickelten Satelliten der „Luojia“-Serie als „Vorhut“ auf den Weg gebracht. Der „Luojia-1-Satellit 01“ wurde 2018 erfolgreich gestartet, und die „Luojia-2-Satelliten 01“ und „Luojia-3-Satelliten 01“ erreichten 2023 erfolgreich die Umlaufbahn und machten sich auf den Weg zur Weltraumerkundung.

Am 21. Mai 2024 um 12:15 Uhr wurde der wissenschaftliche Experimentalsatellit „Luojia-3“ 02 erfolgreich vom Jiuquan Satellite Launch Center mit der Trägerrakete „Kuaizhou“ 11 gestartet und erreichte reibungslos die vorgegebene Umlaufbahn.

Li Deren freute sich sehr über die Neuigkeiten aus Jiuquan. Der Akademiker Gong Jianya, der Chefwissenschaftler dieses Satelliten, ist ein Schüler von Li Deren und Mitglied des Vermessungs- und Fernerkundungsteams. Dieser Satellit verfügt über panchromatische Bilder mit einer Auflösung von 0,5 Metern und hyperspektrale Bilder mit einer Auflösung von 10 Metern. Die Daten werden effizienter, genauer und leichter zu beschaffen sein.

Da die Satelliten nacheinander gestartet werden, wird erwartet, dass die gesamte Konstellation in Zukunft über 200 Satelliten in der Umlaufbahn haben wird, darunter hochauflösende optische und Radarsatelliten, Hyperspektralsatelliten und thermische Infrarotsatelliten. „Oriental Insight“ wird ein „Weltraumnetzwerk“ aufbauen, das Positionierung, Navigation, Kommunikation, Notfallmaßnahmen sowie Suche und Rettung integriert. Dieses Netzwerk wird den Menschen helfen, die Erde schneller, klarer, genauer, vollständiger und mit größerem Verständnis zu sehen.

Bis dahin werden die Kosten für die Nutzung unserer Satelliten geringer sein, und jeder kann Satellitendaten problemlos nutzen. Man kann mit seinem Mobiltelefon die Satelliten über seinem Kopf anrufen – von „WeChat spielen“ bis „mit Satelliten spielen“. In drei bis fünf Minuten kann man die gewünschten Bilder oder Videos der Erde ansehen und die Vorteile der Satelliten nutzen. Diese Satelliten werden Billionen neuer Produktivität für das Land schaffen und der nachhaltigen Entwicklung der menschlichen Gesellschaft dienen. Li Deren blickt voller Erwartungen in die Zukunft.