地形在地球表面的大氣、水文和生態等環境動態繫統過程中發揮著基礎性調節作用，地形與繫統過程之間的關聯程度有強有弱，在景觀上可見或不可見。地形本質上代表了不同繫統之間相互作用的結果，對地表進行定量化描述，並將其分割成基本，對於研究各類環境繫統自身演變規律以及繫統間相互影響規律具有重要意義。過去的四五十年中，得益於高程數據獲取技術、數字地形新方法、地貌和地物提取技術、誤差和不確定性理論及計算機軟件開發技術等因素的有力推動，數字地形分析和建模技術蓬勃發展。本書首先分析了DEM和尺度在地形分析與建模中的作用，為後續研究奠定了基礎。然後深入討論了高程數據獲取方法，重點闡述了各種主要地表參數和次生地表參數的計算與應用，並探討了DEM網格中誤差的傳播方式及其造成的影響，介紹了多個可用的數字地形建模軟件和服務，展望了數字地形建模的未來發展趨勢。 本書可以作為地圖學與地理信息工程（繫統）、環境科學與工程、地理學、地質學、氣像學、水文學、作戰環境學等地球科學領域的研究生或本科生的輔助教材，也可以作為高等院校測繪科學與技術、遙感科學、地理信息科學等相關領域研究人員的科研參考書。

約翰?威爾遜（Dr John Wilson）是美國南加州大學Dana和David Dornsife文學、藝術與科學學院的空間科學教授。他指導空間科學研究所以及地理信息科學與技術（ GIST）研究生課程和GIS研究實驗室，並兼任建築學院和維特比工程學院計算機科學和土木與環境工程繫的副教授。他於1996年創立了GIS中的Transactions（Wiley-Blackwell）雜志，自成立以來一直擔任主編。他曾任職於應用地理學（1992-2001），美國地理學家協會年報（2006-2009），地理空間信息科學期刊（2011年至今）和協會年報美國地理學家書評（2013年至今）。他曾任美國地理學家協會應用地理專業組（1989-1991）和大學地理信息科學聯合會（UCGIS）研究委員會主席（2002-2005）。他還曾擔任董事會成員（2003-2006），並於2006年至2007年擔任UCGIS的總裁。他目前領導UCGIS GIS＆T Body of Knowledge 2.0項目，並積極參與UNIGIS國際網絡，該網絡是一個全球性的10 +合作開發和提供在線地理信息科學學術課程的機構。
張欣，1985年出生，河南夏邑人，戰略支援部隊信息工程大學地理空間信息學院講師。現主要從事作戰環境學、兵棋推演、兵棋地圖等領域的教學與科研工作，參與多項軍隊重大課題研究。獲軍隊科技進步一等獎1項、二等獎1項，發表學術論文20餘篇。

1引言\t1
1．1 DEM的作用\t4
1．2 尺度的作用\t7
1．3 應用調查\t14
1．4 研究地點和軟件工具\t18
1．4 本書結構\t22

2數字高程模型構建\t27
2．1 高程數據網\t28
2．2 高程數據源\t34
2．3 適用性\t49
2．4 總結數據預處理與DEM構建\t49
2．5 美國國家高程數據集\t56

3地表參數計算\t59
3．1 主要地表參數\t60
3．2 次生地表參數\t131
3．3 結論\t166

4地表對像與地貌描述\t169
4．1 特定地貌要素的提取和分類\t171
4．2 基於流變量的地表對像提取與分類\t178
4．3 特定（模糊）地貌的提取和分類\t185
4．4 重復地貌類型的提取和分類\t188
4．5 離散地貌計量學：多尺度模式分析和對像描述的耦合\t195

5誤差和不確定性測量\t201
5．1 誤差和不確定性的識別與處理\t202
5．2 驗證方法\t221
5．3 多尺度分析和跨尺度推理\t237
5．4 美國國家水模型\t245

6地形建模軟件與服務\t251
6．1 數據獲取與處理繫統的變化\t254
6．2 Esri的ArcGIS生態繫統\t258
6．3 第三方Esri附加組件\t270
6．4 其他軟件選項\t274
6．5 未來趨勢\t286

7結論\t289
7．1 當前技術水平\t292
7．2 未來的需求和機遇\t297
7．3 行動呼吁\t307