精密磨削加工利用砂轮表面上的磨粒对材料进行微量切削，是制造复杂曲面零件、精密光学零件、微电子芯片等零件的重要加工手段。砂轮表面随机分布着几微米到几百微米大小不等的磨粒，而磨粒的出刃高度、出刃角度，磨粒的密度、间距等都会影响磨粒磨削时对工件的切入深度，进而对砂轮的磨削力、磨削温度、容屑空间、磨削功耗及磨削损伤产生重大的影响，因此准确获取砂轮的表面三维形貌特征已成为了当今精密磨削加工领域的重要研究内容。由于对砂轮表面形貌的检测既需要测量单颗磨粒的外形尺寸，又需要测量磨粒间的相互关系，而目前常见的单种光学表面测量方法难以同时满足这种大尺度下局部高精度的测量需求，因此国内外学者普遍采取以下两种方式来实现跨尺度测量： (1)多种不同的测量方法、仪器的相互融合，如将原子力探针扫描测量和光学干涉测量结合起来的方式； (2)多种表面形貌测量算法和图像处理方法相结合，并通过数学建模、回归分析等处理手段来实现大视场高分辨测量。上述方法在理论研究和实际应用中都已取得了一定的成果，然而由于砂轮表面形貌的复杂性，这些方法在其测量中都受到了不同程度的限制。