地形在地球表面的大气、水文和生态等环境动态系统过程中发挥着基础性调节作用，地形与系统过程之间的关联程度有强有弱，在景观上可见或不可见。地形本质上代表了不同系统之间相互作用的结果，对地表进行定量化描述，并将其分割成基本空间单元，对于研究各类环境系统自身演变规律以及系统间相互影响规律具有重要意义。过去的四五十年中，得益于高程数据获取技术、数字地形新方法、地貌和地物提取技术、误差和不确定性理论及计算机软件开发技术等因素的有力推动，数字地形分析和建模技术蓬勃发展。本书首先分析了DEM和尺度在地形分析与建模中的作用，为后续研究奠定了基础。然后深入讨论了高程数据获取方法，重点阐述了各种主要地表参数和次生地表参数的计算与应用，并探讨了DEM网格中误差的传播方式及其造成的影响，介绍了多个可用的数字地形建模软件和服务，展望了数字地形建模的未来发展趋势。 本书可以作为地图学与地理信息工程（系统）、环境科学与工程、地理学、地质学、气象学、水文学、作战环境学等地球科学领域的研究生或本科生的辅助教材，也可以作为高等院校测绘科学与技术、遥感科学、地理信息科学等相关领域研究人员的科研参考书。
约翰·威尔逊（Dr John Wilson）是美国南加州大学Dana和David Dornsife文学、艺术与科学学院的空间科学教授。他指导空间科学研究所以及地理信息科学与技术（ GIST）研究生课程和GIS研究实验室，并兼任建筑学院和维特比工程学院计算机科学和土木与环境工程系的副教授。他于1996年创立了GIS中的Transactions（Wiley-Blackwell）杂志，自成立以来一直担任主编。他曾任职于应用地理学（1992-2001），美国地理学家协会年报（2006-2009），地理空间信息科学期刊（2011年至今）和协会年报美国地理学家书评（2013年至今）。他曾任美国地理学家协会应用地理专业组（1989-1991）和大学地理信息科学联合会（UCGIS）研究委员会主席（2002-2005）。他还曾担任董事会成员（2003-2006），并于2006年至2007年担任UCGIS的总裁。他目前领导UCGIS GIS＆T Body of Knowledge 2.0项目，并积极参与UNIGIS国际网络，该网络是一个全球性的10 +合作开发和提供在线地理信息科学学术课程的机构。
张欣，1985年出生，河南夏邑人，战略支援部队信息工程大学地理空间信息学院讲师。现主要从事作战环境学、兵棋推演、兵棋地图等领域的教学与科研工作，参与多项军队重大课题研究。获军队科技进步一等奖1项、二等奖1项，发表学术论文20余篇。
1引言 1
1.1 DEM的作用 4
1.2 尺度的作用 7
1.3 应用调查 14
1.4 研究地点和软件工具 18
1.4 本书结构 22
2数字高程模型构建 27
2.1 高程数据网 28
2.2 高程数据源 34
2.3 适用性 49
2.4 总结数据预处理与DEM构建 49
2.5 美国国家高程数据集 56
3地表参数计算 59
3.1 主要地表参数 60
3.2 次生地表参数 131
3.3 结论 166
4地表对象与地貌描述 169
4.1 特定地貌要素的提取和分类 171
4.2 基于流变量的地表对象提取与分类 178
4.3 特定（模糊）地貌的提取和分类 185
4.4 重复地貌类型的提取和分类 188
4.5 离散地貌计量学：多尺度模式分析和对象描述的耦合 195
5误差和不确定性测量 201
5.1 误差和不确定性的识别与处理 202
5.2 验证方法 221
5.3 多尺度分析和跨尺度推理 237
5.4 美国国家水模型 245
6地形建模软件与服务 251
6.1 数据获取与处理系统的变化 254
6.2 Esri的ArcGIS生态系统 258
6.3 第三方Esri附加组件 270
6.4 其他软件选项 274
6.5 未来趋势 286
7结论 289
7.1 当前技术水平 292
7.2 未来的需求和机遇 297
7.3 行动呼吁 307
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