Việc xây dựng mô hình độ cao cho bề mặt trái đất luôn là mơ ước của con người. Mặc dù bề mặt trái đất là liên tục, nhưng chúng ta chưa bao giờ đo được độ cao của bề mặt một cách liên tục. Thông thường, độ cao sẽ được đo tại một vị trí cụ thể nào đó trên bề mặt. Kết quả cuối cùng là tập hợp độ cao tại các điểm đo rời rạc. Việc sử dụng phép nội suy trên các điểm rời rạc sẽ cho chúng ta bề mặt tương đối liên tục của trái đất với độ tin cậy nào đó. Mô hình độ cao số DEM (Digital Elevation Model) là một dạng dữ liệu biểu diễn độ cao rời rạc của các điểm trên bền mặt trái đất. DEM thể hiện dưới dạng một số mô hình như: ma trận lưới độ cao (raster), lưới tam giác không đều (TIN), đường đồng
mức,... Các mô hình này được sử dụng trong mô hình lũ lụt, thoát nước, nghiên cứu sử dụng đất, các ứng dụng địa chất. Trong đó, dạng ma trận lưới độ cao là dạng biểu diễn địa hình kỹ thuật số đơn giản nhất được sử dụng trong nhiều ứng dụng thực tế như quy hoạch cảnh quan, quy hoạch quân sự, phân tích tầm nhìn, mô hình thủy văn,... Trong mô hình này, ma trận lưới độ cao được lưu trữ dưới dạng mảng hai chiều, mỗi phần tử của mảng chứa giá trị độ cao của một vùng hình vuông. Giá trị của một vùng hình vuông có thể là giá trị biểu diễn cho độ cao của trung tâm hình vuông hoặc giá trị độ cao trung bình của các điểm được lấy mẫu trong hình vuông [75]. Các điểm mẫu thường là các điểm lưới. Vì các điểm mẫu chưa chắc đã trùng với vị trí được truy vấn của người dùng, nên độ cao của các điểm khác được nội suy từ các điểm mẫu trên địa hình DEM [76].
Nội suy là phương pháp ước tính giá trị của các điểm dữ liệu chưa biết dựa vào một tập rời rạc của các điểm dữ liệu đã biết. Có nhiều phương pháp nội suy khác nhau như: nội suy tam giác (affine interpolation), nội suy song khối (bicubic interpolation), nội suy song tuyến (billinear interpolation),... Việc lựa chọn phương pháp nội suy phù hợp với từng bài toán vẫn đang được các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu. Để ước lượng độ cao từ ma trận độ cao số DEM, các phép nội suy tuyến tính và nội suy song tuyến thường được sử dụng do sự đơn giản và hiệu quả của phép nội suy này. Trong luận án này, nghiên cứu sinh cũng sử dụng phép nội suy song tuyến để ước lượng độ cao của một điểm bất kì trên địa hình.