研究数字流域的理论与方法体系，解决数字流域从概念变为现实关键问题。目的是探讨构建数字流域切实可行的途径。其意义一方面在于以流域为对象，构建以自然和人文科学多学科交叉的平台，解决单学科解决不了和解决不好的问题，促进多学科融合发展；另一方面充实、深化了数字地球的理念，探索了数字地球从理念到现实的新途径。 技术路线以数字流域理论分析为指导，从流域基本概念出发，研究数字流域内涵，构建数字流域结构体系，解决数字流域模型与GIS异构问题；采用软件工程方法，研发数字流域原型系统；通过典型流域应用，检验所提出的数字流域理论方法的科学性与实现技术的可行性。 围绕数字流域的理论与方法体系，主要研究内容与成果：①研究数字流域理论，提出了多学科理论方法交叉、数字流域模型与3S耦合、3S/VR等技术集成和数字流域各模型间耦合等融合的数字流域核心概念；②研究数字流域的体系结构，提出了由数字流域模型、二元结构GIS及数据库组成的数字流域体系；③针对数字流域模型与GIS异构问题，提出了二元结构GIS，解决了复杂地理对象与模型对象共享关键技术问题，探索了解决时态GIS的新途径；④研究数字流域模型的范畴，提出了以流域水循环模型为核心，流域数字高程模型和水系生成模型为基础，形成了研究自然地理过程、地貌形态特征和人地关系的模型集，其中重点研究了流域水循环、水环境等模型的新算法；⑤研发了数字流域系统原型，该原型体现融合的核心理论与方法、综合运用数字流域模型集和二元结构GIS等核心技术，结合典型流域，检验了数字流域理论方法的科学性与实现技术的可行性。 主要创新点：提出了数字流域模型与GIS融合的数字流域体系；提出了模型对象与复杂地理对象共享的二元结构GIS，探索了时态GIS的新方法；提出了以流域水循环模型为核心的数字流域模型集和多种数字流域模型的新算法；开发了基于二元结构GIS的数字流域原型系统，解决了数字流域从理论到实现的难题。