地理信息系统是用于采集、存储、管理、处理、分析和表达地理空间数据的计算机系统，是分析和处理地理数据的通用技术。随着对地观测技术的持续发展和数字化城市建设的需求，人们所需处理的数据呈几何指数级地增长。数字高程模型是地理信息系统中一种重要的空间数据类型，是三维数字世界管理的基础，研究各种模型的存储、表示和计算对于海量数字高程数据处理具有重要的意义。　　 本文主要对规则格网、TIN和等高线三种模型的存储、表示和计算进行了研究，取得主要研究成果如下：　　 (1)提出了一种三角网模型的对称边双循环链表结构。与其它结构相比，采用该结构能够节省所占用的内存空间，且能够方便表示边的各种拓扑结构。　　 (2)设计了一种基于三角网空外接圆属性的点删除方法(ECA)。前人工作均是基于凸耳的，即首先判断其凸耳属性，然后再根据空外接圆属性或特征矩阵进行判断，容易产生重复操作。ECA方法不需要判断凸耳属性，仅需根据空外接圆属性进行判断，提高了程序效率。　　 (3)基于等高线闭合且不相交的特征，应用扫描线过程的原理，提出了一种可高效产生等高线包含树的算法，并对其中的几种异常情况进行了分析。　　 (4)提出了基于辅助矩阵的高度预测方法，该方法能够根据细节层次模型技术中点高度不断变化的情况，实时预测对应点高度。该方法在基于细节层次模型的动画、3d游戏和地形模拟中有较重要的意义。　　 (5)研发了三角格网与等高线、三角格网与规则格网、等高线和规则格网之间的相互转换算法。　　 (6)上述成果已经应用在VegaGIS三维地理信息系统的地形分析模块。