從事地理信息理論和幾何遙感基礎(chǔ)研究，上世紀(jì)九十年代提出了面向對(duì)象地理信息系統(tǒng)模型與方法，成為當(dāng)前主流技術(shù)，本世紀(jì)初系統(tǒng)地提出了空間信息共享與互操作理論與方法，研發(fā)出多源空間信息共享服務(wù)平臺(tái)GeoSurf和網(wǎng)絡(luò)三維信息共享集成平臺(tái)GeoGlobe，成為我國(guó)軍民各類(lèi)地理信息公共服務(wù)平臺(tái)如天地圖的基礎(chǔ)軟體。在攝影測(cè)量與遙感方面，他提出了遙感廣(guǎng)義幾何成像模型與精確處理方法，主持研發(fā)了我國(guó)遙感衛(wèi)星地面處理系統(tǒng)，並大幅提高了國(guó)產(chǎn)遙感衛(wèi)星影像自主定位精度。主持設(shè)計(jì)論證了我國(guó)第一顆民用立體測(cè)圖衛(wèi)星--資源三號(hào)，並主持研發(fā)了遙感數(shù)據(jù)地面處理系統(tǒng)，使該衛(wèi)星達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，獲國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)，並進(jìn)一步推動(dòng)了全球地理信息資源項(xiàng)目立項(xiàng)。
先後承擔(dān)了國(guó)家和省部級(jí)科研項(xiàng)目40多項(xiàng)。獲國(guó)家科技進(jìn)步創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)獎(jiǎng)1項(xiàng)（排名第三）、國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)1項(xiàng)（排名第三）、國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)4項(xiàng)（2項(xiàng)排名第一、1項(xiàng)排名第二、1項(xiàng)排名第四）、省部級(jí)特等獎(jiǎng)3項(xiàng)，一等獎(jiǎng)7項(xiàng)、國(guó)際攝影測(cè)量與遙感學(xué)會(huì)（ISPRS）Dolezal成就獎(jiǎng)1項(xiàng)。出版專(zhuān)著和教材13部，發(fā)表論文500多篇，論著他引共20000多次。指導(dǎo)碩士研究生120多名，博士研究生70多名，其中合作指導(dǎo)的兩(liǎng)名博士研究生獲「全國(guó)優(yōu)秀博士學(xué)位論文」。
