随着计算机技术和信息产业的不断发展，三维地质模型在工程设计领域发挥着越来越重要的作用。三维地表建模是三维地质建模系统中的一个重要模块，其算法速度直接影响到整个系统的运行效率。本文着重对地表建模中大规模散乱数据的拟合方法进行了研究。另外，还研究了一种有效的追踪2D地质分块的方法，将地形与地质分界线等要素结合起来，构成三维地表地质模型。概括来说，本文主要研究工作体现在以下几方面：针对获取地表数据的需要，讨论了AutoCAD图形数据的两种提取方式，并给出了利用ObjectARX编程实现AutoCAD图形数据提取的基本思路和流程。应用该方法可以快速、有效地提取三维地表建模所需的大量数据。总结了数字地形建模的基本原理与方法，包括不规则三角网地形模型与规则格网地形模型，并介绍了约束Delaunay三角化的基本思路。着重研究了多层次B样条方法，采用该方法对大规模散乱数据进行拟合，运算速度快，能够产生C~2连续的曲面，并且拟合误差小，可以有效地解决地形模型的拟合问题。研究了一种有效的根据地质界线进行2D块体追踪的方法。采用该方法可以实现地质分块信息的表达，从而构成三维地表地质模型，比纯粹的地形模型更加形象、直观。同时，这也是建立三维地质体的基础。最后，利用OpenGL技术实现了三维地表地质模型的可视化。