在近几年当中,与“数字地球”相关的研究与应用在全世界范围内受到了广泛的关注,作为“数字地球”重要支撑技术之一的数字高程模型也相应的得到了快速发展。现今,DEM己在测绘、遥感、农林规划、城市规划、土木水利工程、地学分析以及地理信息系统等等各个领域都有了广泛的应用。本文从实际需求出发,主要论述了基于不规则三角网结构的数字高程模型建模原理与方法,并建立了具有约束条件的约束三角网。最后又重点研究了数字高程模型在土方工程量计算方面的应用。论文从DEM的基本概念和特征的探讨出发,结合DEM的实际应用分析了数字高程模型的数据获取;数字高程模型表面建模的方法;以及根据建立好的数字模型进行土方工程量计算。在论文的论述过程中,针对目前构建数字高程模型和土方量计算中所涉及到的算法进行了比较和分析,提出了一些新的实现方法。新算法的实现使得三角网构网的速度更快、精度更高,由此计算出来的土方量更贴切于实际的开挖方量。本文紧紧围绕数字高程模型及其在土方量计算方面的应用展开了深入的理论设计和方法研究,主要的研究内容和成果如下:①基于Delaunay三角网理论,提出并实现了整体构建三维地形模型的综合算法。在回顾和分析以往的经典算法的基础上,改进了逐点插入算法并同分治算法相结合形成了一种具有建网快,耗费空间小的合成算法。并在具体的实现过程中提出了均匀分配数据点的网格划分、快速搜索点所在的三角形、简易的外接圆检测公式。通过以上过程的改进,使得DTIN算法的运行速度得到了进一步的提高并加强了算法的稳定性。②应用约束Delaunay三角网理论,并结合上面的DTIN构建算法提出了构建CDT的动态算法。在利用形成后的约束三角网,并结合某一角度阙值和三角网的拓扑信息,可进一步对约束三角网边界线处狭长三角形的进行自动处理,这样便可进一步提高DEM构网的精度。③利用已形成的高精度约束三角网,并结合分块处理算法,大大提高了土方量的计算精度。并实现了边坡土方边界和土方量的自动解算。