数字流域是数字地球、数字中国、数字黄土高原的缩影，是数字黄土高原在流域的扩大效果，是把数字地球的理论、技术和战略应用到流域的信息化、智能化建设和可持续发展的具体体现。论文以“数字地球”为指导思想，以3S、4D技术为手段，对构建数字流域的可行性进行了分析；对数字流域实现的理论技术及方法进行了初步探索；综合课题组研究人员以前的研究成果，结合本人在流域空间数据库、图形库、空间数据基础框架等理论和应用方面所做的研究工作，提出了数字流域的构建模式及实现方法，对数字流域的构建及其应用进行了初步尝试。研究结果如下： 1．根据数字地球的基本理论，以流域多年来的工作基础为前提，从流域信息化建设出发对数字流域的功能结构、体系结构、发展阶段等进行了设想，并从总体框架、数据类型、组成结构等方面对数字流域构建的技术方法进行理论和实践上的初步探索。 2．以MapGIS为基础平台，完成了流域信息的数字化，以土地资源单元为流域数字化信息集成的基础地理单元，以属性表操作的方法获取基础信息的专题属性，建立了流域基础信息库。研究中对数字化及建库的数据获取、质量控制、基础信息单元图斑的确定等关键技术进行了反复摸索，实践证明，所采用的研究方法对于数字流域的构建是完全适用的。 3．流域数据建库时以土地资源单元作为流域数据集成的地理单元，将土地资源单元图与各个评价因子的单要素图层分别进行叠置分析，通过对各生成图层的属性文件进行操作来获取属性数据。研究表明：用该方法获得的属性数据，避免了多边形叠加方法的不足之处，能使图形数据和属性数据逻辑一致性平均达到90％以上，数据库点位精度达到0.18mm，且操作中图层数据量大大减小，数据处理更为方便，运算速度大为提高；减轻了图表预处理和编辑的工作量，使空间数据精度提高。 4．根据空间数据基础框架的理论及建立的依据，确定流域空间框架基础数据，以DOQ为本底数据利用屏幕数字化技术交互式提取主要矢量线型要素，建立流域空间数据基础框架；以工程为单位，在统一空间基底的前提下，对矢量栅格基础空间数据进行一体化管理。通过土地利用现状图(DTL)与DOQ矢栅叠加，提取特征数据并更新数据的方法，对流域土地利用进行快速更新，完成流域土地利用现状图的制作。 5．以MAPGIS为基础平台，在数字流域信息积累的基础上，根据土地资源的基本理论对流域土地资源进行形状、结构的图形分析，并借助SPSS统计软件，利用主成分分析和聚类分析方法进行流域土地质量等级评价，对数字流域构建中GIS与专业模型的结合进行了尝试，为流域综合治理及规划提供科学依据和技术支撑。