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在直线度误差评定方法中，最小区域法为国家标准规定的精度最高的评定方法，但在最小区域法求解平面内直线度误差时存在着不可视化和数学模型不完善的问题，所以针对上述问题，本文在两端连线法和最小二乘法的基础上应用几何学原理和优化理论设计了一种基于最小区域法的数学模型。该数学模型的建立可进一步完善最小区域准则，并对基于最小区域法的平面内直线度误差的数字化评定具有很好的指导作用。