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传统的插值方法存在许多不足之处。将分形、神经网络、细胞自动机等非线性科学理论与传统的插值方法相结合，解决了传统的插值方法所不能解决的问题。分形插值使相邻两插值点之间的局部变化特征得以描述；人工神经网络插值解决了机理尚不明确的问题；基于细胞自动机理论的曲面重构使得整张拟合曲面的光顺性得到保证。文中对这些非线性插值方法逐一进行探讨。