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在理论地图学、数字地图及地理信息系统方面有深入的研究，曾支持和参加我国多种大型地图集和地图的论证、设计工作。在明、清地图史和世界近代基础测绘史领域的研究亦有建树。20世纪70年代后大力推进以计算机为基础的数字制图系统的开发，并将认知科学和人工智能方法引进地图学，在地图设计专家系统、空间数据可视化和认知地图学的研究领域做了大量工作。90年代初将虚拟现实(VR)与数字地图技术相结合用于战场地形环境仿真，取得重要成果，获得军队科技进步奖一等奖。代表作有《虚拟现实在地形环境仿真中的应用》、《数字化战场基础建设》和《地图学四面体——信息时代地图学的诠释》。2005年因长期在地图学与地理信息系统学科建设上的突出贡献获国家教学成果奖一等奖。
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