通过建立单位线要素与地理特征值之间的关系，根据地理特征推求单位线的方法。综合单位线是在短缺暴雨洪水资料地区，根据流域自然地理特征，推求设计洪水的重要手段。时段单位线和瞬时单位线均可进行地理综合，分别称为综合经验单位线和综合瞬时单位线。

本法是在L.R.K.谢尔曼单位线的基础上发展起来的。1938年，F.F.斯奈德研究了美国阿巴拉契亚山区的暴雨洪水，系统综合了经验单位线各要素与地理特征之间的关系，提出了完整的分析方法。他选择的时段单位线要素有滞时（t_p）、峰值（q_p）和底宽（T），影响径流形成的地理特征有主河道长度（L）、流域中心到出口断面的距离（L_C）和流域面积（F），其经验公式的一般类型为

20世纪50年代初期，综合经验单位线方法在中国已获应用和发展，其中淮河综合单位线为早期代表。在自然地理特征中，除上述外，还引入了流域面积坡度和流域形状系数等。后来，各地还有简化和改进。实用中，大多建立单位线三要素与流域面积（F）、干流河道比降（I）和河道长度（L）三者的关系。如对单位线洪峰流量，可建立q_m=CF^αI^βL^γ的经验关系，用多元回归法求解参数C、α、β和γ值。当F和L的相关程度较高时，也可建立单位线要素与F、I二者的关系。如果净雨强度或暴雨中心位置对单位线有影响，可建立不同雨强和不同暴雨中心位置（上、中、下游）的单位线，再进行地理综合。单位线三要素确定后，再加上单位线所包围的面积即地面径流总量为已知，则单位线的图形基本确定。如需确定较精确的图形，可再增加特征点（如涨水、落水中点处的流量值），采用类似的办法加以综合。

综合瞬时单位线，须建立其数学表达式中参数与地理特征之间的关系。例如，对J.E.纳什瞬时单位线，需建立参数m₁和m₂的关系，一般地可写成

式中符号意义同前。与m₁相比，m₂的灵敏度较低，也可采用地区平均值。此外，雨强（h）对m₁影响的表达式m₁=αh^-β中的参数α、β，也可采用同样的方式与地理特征建立联系，进行综合。综合瞬时单位线在中国应用很广。中国编制的分省区《暴雨径流查算图表》中，对瞬时单位线的有关参数，给出了地理综合成果。

20世纪70年代末期，委内瑞拉Ⅰ.罗德里格兹—伊泽尔伯等建立的把地貌特征转变为瞬时单位线特征的方法，为短缺洪水资料地区的洪水分析计算开辟了新的途径。本法的基本思路是:地貌单位线为单位水体流达出口断面的时间分布函数，即在t时刻水滴到达出口的概率分布θ（t）;对θ（t）求导，即得瞬时单位线:

式中，θ（t）为初始状态概率和时段转移概率的乘积。对其中的地理参数，采用了定量地貌学的一些指标，如R.E.霍顿地貌律中的河数率（R_B）和面积率（R_A）;但对其中的流速因子，仍用实测资料或经验估值加以解决。