三维地层模型为地质研究提供了一种新的手段，使以前常用的二维图形和存在于地质工作者头脑中的三维信息通过计算机的模拟显示出来，并实现相应地层信息的查询，使地质工作者从三维空间更深入的研究地质体的空间分布规律和特征。本文讨论了常用的表面建模方法和常用的数据拟合方法，在详细分析目前3D空间建模方法的基础上提出了格网虚拟柱模型，该模型以钻孔数据为基础，平面上表现为规则格网(Grid)结构，在Grid结构的交叉点上定义虚拟柱，虚拟柱的信息由钻孔资料内插得到，同时利用开采中修正的底板等高线数据对得到的虚拟柱进行校正。数据的内插采用了加权移动趋势面拟合、TIN结构内插、加权移动趋势面拟合结合TIN结构内插的方法。加权移动趋势面拟合方法克服了趋势面拟合算法拟合度较低和显著性不明显的缺点。在计算过程中利用R和F检验决定移动拟合的半径和参考点权重的大小，通过调整拟合半径和参考点权重使地层较小的变形得以表现，同时保证了地层的平滑连接和足够的精度。TIN结构内插采用了扫描线算法，该算法依次取三角网中的每一个三角形为研究对象，然后分别计算出各个三角形内所有格网节点的属性值，加快了寻找格网点所在三角形的计算速度。加权移动趋势面结合TIN结构内插的方法，利用了加权移动趋势面拟合方法生成的曲面具有较好的延展性且曲面更加光滑和TIN结构可以较好的保留地层发育情况的特点，取得了较好的效果。利用底板等高线数据校正虚拟柱算法采用了首先对等高线区域先进行拓扑构建，然后用剖面线算法计算校正点的方法；对等高线形状较为特殊的情况算法中作了特别约定。同时对断层的形态进行了分类，给出了描述不同形态断层的方法。论文的最后给出了虚拟格网柱模型的总体设计思路，并用软件具体实现。