地貌综合作为地图信息综合的重要子课题，已成为制约数字高程模型(Digital Elevation Models，DEM)发展和广泛应用的瓶颈问题和高度综合性难度的科学问题，一直吸引着众多国内外学者进行深入研究。 本文系统分析当前地貌综合成果后指出，在目前智能化综合尚未成熟之际，以手工地貌综合的基本思想为依托，运用新的理论和方法进行结构化地貌综合具有现实意义。继而，以地图代数这一新型理论和方法作为主要研究工具，针对现有地貌综合方法尚未充分顾及地貌三维特性和难以进行数据自组织、自结构化的局限，提出地貌三维综合的地图代数模型和具体方法。 一方面，论文抓住地表流水物理特性是地表三维特性的本质表现这一客观规律，提出从水文学的角度借助流域分析手段来掌握地貌的三维总体特性，并将它作为全面实现地貌、水系协调综合和地面三维数据的自组织、自结构化过程的主线索。具体方法是，通过数字地表流线模型的建立在DEM或等高线图上自动提取水系网络，以此作为进行结构化地貌综合的谷底线结构体系，并将反映流域特性的汇水量参数作为谷底线的评价和选取指标，实现全面考虑地貌三维特性的谷底线评价和综合取舍。 另一方面，论文瞄准地形结构线本身是一个很复杂的多层次网、树结构，有着严格的主、支、次多级层次结构这一客观现象，提出“结构线的宏结构化”概念和具体方法一“分层摘叶”法，这是一个数据自组织、自结构化的过程，借助谷底线的宏结构化处理可以实现真正意义的结构化地貌综合取舍。 抓住上述两个关键线索，论文运用地图代数的相关理论和方法，主要对高保真DEM的建立和评价，数字地表流线模型的建立，地形结构线的自动提取，地形特征点的序化问题，谷底线的评价指标与评价方法，结构线宏结构化的实现，数字流域分析，等高线塑形等关键问题进行了具体模型和方法研究。 第一章，绪论。首先明确数字环境下地图综合问题的新内涵、新特点和重要意义，展开对地图自动综合现有成果的分析研究，瞄准地貌综合理论上的本质矛盾，提出基于地图代数的地貌三维综合模型的基本思路、研究方法和技术路线。 第二章，地图代数介绍。包括地图的代数观点，符号论理论，数据组织与表达，地图代数的主要内容和创新，地图代数与同类研究的异同比较，指出地图代数尚待研究的诸多问题。正是地图代数在组织和解决空间问题具有的优势，促成本论文研究思路的诞生，论文研究是地图代数的后续研究之一。 第三章，地形结构线提取。通过深入剖析目前各种结构线提取方法的局限性，主要提出了两个观点、一个模型和两种结构线提取的新方法： 观点1：高精度、高保真、高程逻辑合理的DEM是各种有意义的地形分析的基础，没有高保真DEM就没有进行地形结构线研究的条件，这涉及地图上三维地面概念模型、高保真DEM的建立和DEM精度评价基本理论问题。 观点2：平面特征点的结构化和序化是地形特征线连接的关键步骤，而致密的格网DEM是解决该问题的唯一出路。 一个模型:是指利用等高线图或DEM建立一个能获得区域上每滴雨水沿地表流动轨迹的数字地表流线模型。 结构线提取新方法l:“基于等高线骨架提取的区域互补法”，对地图代数原有的等高线骨架层层叠加法进行实验研究，提出了对该方法的改进一区域互补法，为目前等高线骨架法中尚待解决的特征合理连接问题提供了一些启发。 结构线提取新方法2:“基于距离变换的几何特性与流线追踪相结合的提取法”，基本思想是，以上游山谷点为起点的流水线必定沿地势最低的方向流动，该流水线就是谷底线，线上的点必定是该区域地形的局部最低点，也是过该点等高线上的山谷点，在图形上的几何特征表现为曲线的凹凸点。 第四章，地形结构线的宏结构化。研究通过地形结构线的宏结构化来实现谷底线的评价和选取。包括谷底线评价的一般方法研究，谷底线评价指标分析，流域各要素的拓扑数据结构建立，汇流区分割方法研究，“分层摘叶”的算法实现和基于谷底线宏结构化的谷地综合取舍。 第五章，等高线塑形。研究谷底线删除后的等高线塑形问题。首先分析地形结构线族与等高线族的空间几何关系，探讨删去一条骨架支线后直边多边形和曲边多边形的变化，讨论等高线塑形的困难，提出用“漫水法”求解等高线上的塑形点，研究谷地删除的三种手法的实现，最后给出部分实验结果。 论文理论结合实践，采用地图代数的观点和方法重新审视地貌综合问题，进行了原创性思维，有以一卜几点创新:1)提出从水文学的角度借助流域分析手段来掌握地貌的三维总体特性，并将它作为全面实现地 貌、水系协调综合和地面三维数据自组织、自结构化的主线索，这是论文采用地图代数方法 进行地貌三维综合的主要途径。2)分析DEM误差对地形结构线提取的影，指出高保真DEM是结构线提取的数据基础。在DEM 误差理论上提出了与“中误差”理论相异的崭新观点:DEM内插误差属于逼近误差，DEM精度 评价应采用极限误差一次性否决法。虽然，目前DEM误差理论尚无定论，高精度、高保真DEM 似乎还不能获得，但地图上?