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如何从数字高程模型(DEM)获取更准确而整体性更好的结构特征是地理信息科学中的基础问题。从理论上分析数学超图(hypergraph)和地形特征逻辑关系，提出地形特征超关系，并探讨其在格网DEM山脊线山谷线提取中的具体实现。有限集合中超图的边包含个数不确定的顶点元素，而从DEM与结构特征两个不同层次类之间的关系来看，特征线是DEM内有限个元素的有序子集形式的超边再附加其它属性形成的线对象。应用DEM与结构特征之间的超关系可以为特征提取建市起一种新的途径。实验表明这种方法可以从DEM有效获取兼顾局部准确和整体性的特征线。