在GIS理論研究方面，提出了GIS空間目標的尺度性問題（測繪學報，1994），隨後系統地研究了空間目標查詢模型（武測學報，1995）以及多尺度表達模型（如國家自然基金項目“多尺度空間目標聚合模型的研究”；《空間數據多尺度表達模型及其可視化》科學出版社，2005）；在應用專業領域，提出並試驗了基於空間信息技術的宏觀城市用地空間擴展動力學模型（Landscape and Urban Planning，2003）；在數字制圖領域，曾開發了具有專業水平的地圖設計及生產的軟件系統（如國家測繪局九五重點項目 “地圖設計生產軟件系統的研制”），在此基礎上，開展數字制圖知識工程課題的研究。研究的領域包括：數字制圖模型，地理信息圖示表達，地理信息本體模型，電子地圖與車輛定位監控，車載導航地理信息系統。