地表观测有能力获取观测点的高精度高时间分辨率数据，但由于这些观测点密度太稀，往往无法达到区域尺度的模拟需求。卫星遥感可频繁提供空间连续的、地面观测/调查不可能获取的地表信息，但卫星遥感没有能力直接获取过程参数信息。遥感观测/系统模型与地面观测的集成是地球表层建模最有效的方法，然而，在大多数地球建模方法中，忽视了遥感观测/系统模型与地面观测的充分集成。为了解决这个问题，我们通过微分几何学与优化控制论的有机结合，建立了以卫星遥感/全球模型输出的宏观近似信息为驱动场，以地面观测/空间采样数据为优化控制条件的高精度曲面建模（HASM）方法。
　　近20多年来，高精度曲面建模（HASM）方法被广泛应用于模拟数字高程、土壤属性、生态服务变化、生态系统变化驱动力等空间动态。在高精度曲面建模（HASM）理论与方法及其这些广泛应用成果的基础上，我们提炼形成了地球表层建模基本定律（FTESM）：地球表层及其环境要素曲面由外蕴量和内蕴量共同唯一决定，在空间分辨率足够细的条件下，地球表层及其环境要素的高精度曲面可运用HASM方法构建。根据地球表层建模基本定律（FTESM），推演得出了关于空间插值、升尺度、降尺度、数据融合和数据同化等七个推论。　
　　TianXiang Yue, Yu Liu, MingWei Zhao, ZhengPing Du, Na Zhao. 2016. A fundamental theorem of Earth’s surface modelling. Environmental Earth Sciences 75(9): article 751 (pages 1 -12).