数字高程模型(Digital Elevation Model, DEM)是当前反映地形特征最重要的基础地理数据。我国基础地理数据库的多比例尺格网DEM基本可以实现多种尺度白然地形的数字表达。但由于该类格网DEM主要面向白然地形,较少顾及附着于自然地形上的人工地形。因此,在表达该类自然-人工复合地形方面存在较严重的失真现象,不仅导致传统格网DEM难以对真实地表进行有效数字表达,而且还导致其地形分析结果的失真,在相当程度上制约了格网DEM的应用。为此,对该类自然-人工复合地形的有效数字表达已成为科学研究与生产建设应用的当务之急,也成为地理信息科学亟待解决的重要理论与方法问题。自然-人工复合地形虽然类型繁杂、多样,但也表现出其共性特征。以陕北黄土高原地区为例,该地区由于多年来强化进行小流域水土保持工作,很多地表都进行了水土保持坡面工程及沟道工程的改造,形成了典型的自然-人工复合地形。从地形的共性特征来看,其表现为对原始地形宏观形态的“继承性”、外表特征的“规则性”,以及随土地利用方式改变而变化的“易变性”三大特性。也正是由于这种特点,给数字化表达与分析带来了不少困难。梯田是最为典型的自然-人工复合地形,在黄土高原地区,它以其覆盖面积大、水保效果明显,成为最重要的水土保持工程措施。为此,本文以梯田这一典型自然-人工复合地形为例,针对梯田地形的“继承性、规则性和易变性”,基于Grid-TIN混合格网和面向对象的思想,提出一种能够充分顾及梯田地形的新型DEM(Terrace DEM,简称"T-DEM ")。本文重点对T-DEM概念及其主要特征、数据组织形式、构建关键技术和应用方法等基本理论与方法问题进行研究,取得了以下主要研究成果：1、提出T-DEM概念并阐述其科学内涵,对其主要特征、分类体系及其与传统DEM的关系等进行研究,初步建立了T-DEM的基本理论框架。2、提出了面向T-DEM的高程采样点、特征点和特征线的分类体系及其采样策略。3、基于Grid-TIN混合格网和面向对象的技术,提出基于全局Grid、局部SubTIN和Terrace等对象的T-DEM对象模型,并基本突破了“局部SubTIN无缝嵌入全局Grid和两级索引”等T-DEM构建的关键技术。实现了T-DEM基本数字地形分析方法和梯田地形的有效三维可视化。4、基于不同策略,实现了梯田地形数值模拟模型的构建,并完成T-DEM在陕西黄土高原梯田地形的形态描述、数字地形分析、LS因子水保应用和三维地形可视化等方面的初步应用。该研究成果不但完善和扩展了传统DEM的基本理论与方法体系,对于解决当前数字黄土高原生态环境信息化建设中诸多亟待解决的问题,都具有十分重要的应用前景。