层次
层次地形模型（LayerofDetails，LOD）是一种表达多种不同精度水平的数字高程模型。大多数层次模型是基于不规则三角网模型的，通常不规则三角网的数据点越多精度越高，数据点越少精度越低，但数据点多则要求更多的计算资源。所以如果在精度满足要求的情况下，较好使用尽可能少的数据点。层次地形模型允许根据不同的任务要求选择不同精度的地形模型。层次模型的思想很理想，但在实际运用中必须注意几个重要的问题：
1）层次模型的存储问题，很显然，与直接存储不同，层次的数据必然导致数据冗余。
2）自动搜索的效率问题，例如搜索一个点可能先在较粗的层次上搜索，再在更细的层次上搜索，直到找到该点。
3）三角网形状的优化问题，例如可以使用Delaunay三角剖分。
4）模型可能允许根据地形的复杂程度采用不同详细层次的混合模型，例如，对于飞行模拟，近处时必须显示比远处更为详细的地形特征。
5）在表达地貌特征方面应该一致，例如，如果在某个层次的地形模型上有一个明显的山峰，在更细层次的地形模型上也应该有这个山峰。
这些问题还没有一个公认的较好的解决方案，仍需进一步深入研究。
等高线
等高线模型表示高程，高程值的集合是已知的，每一条等高线对应一个已知的高程值，这样一系列等高线集合和它们的高程值一起就构成了一种地面高程模型。
等高线通常被存成一个有序的坐标点对序列，可以认为是一条带有高程值属性的简单多边形或多边形弧段。由于等高线模型只表达了区域的部分高程值，往往需要一种插值方法来计算落在等高线外的其它点的高程，又因为这些点是落在两条等高线包围的区域内，所以，通常只使用外包的两条等高线的高程进行插值。
等高线通常可以用二维的链表来存储。另外的一种方法是用图来表示等高线的拓扑关系，将等高线之间的区域表示成图的节点，用边表示等高线本身。此方法满足等高线闭合或与边界闭合、等高线互不相交两条拓扑约束。这类图可以改造成一种无圈的自由树。下图为一个等高线图和它相应的自由树。其它还有多种基于图论的表示方法。
数字地形模型是测绘工作中，又称数字高程模型。即在一个区域内，以密集的地形模型点的坐标X、Y、Z表达地面形态。这样的地形模型点，就其平面位置来说，可以是随机分布的（包括像片上取规则格网的情况在内）；也可以是规则分布的。规则分布时，只须记录和存储点的高程，应用比较方便。
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不规则三角网
尽管规则格网DEM在计算和应用方面有许多优点，但也存在许多难以克服的缺陷：
1）在地形平坦的地方，存在大量的数据冗余；
2）在不改变格网大小的情况下，难以表达复杂地形的突变现象；
3）在某些计算，如通视问题，过分强调网格的轴方向。
不规则三角网（TriangulatedIrregularNetwork,TIN）是另外一种表示数字高程模型的方法[Peuker等，1978]，它既减少规则格网方法带来的数据冗余，同时在计算（如坡度）效率方面又优于纯粹基于等高线的方法。
TIN模型根据区域有限个点集将区域划分为相连的三角面网络，区域中任意点落在三角面的**点、边上或三角形内。如果点不在**点上，该点的高程值通常通过线性插值的方法得到（在边上用边的两个**点的高程，在三角形内则用三个**点的高程）。所以TIN是一个三维空间的分段线性模型，在整个区域内连续但不可微。
TIN的数据存储方式比格网DEM复杂，它不仅要存储每个点的高程，还要存储其平面坐标、节点连接的拓扑关系，三角形及邻接三角形等关系。TIN模型在概念上类似于多边形网络的矢量拓扑结构，只是TIN模型不需要定义“岛”和“洞”的拓扑关系。
有许多种表达TIN拓扑结构的存储方式，一个简单的记录方式是：
对于每一个三角形、边和节点都对应一个记录，三角形的记录包括三个指向它三个边的记录的指针；边的记录有四个指针字段，包括两个指向相邻三角形记录的指针和它的两个**点的记录的指针；也可以直接对每个三角形记录其**点和相邻三角形）。每个节点包括三个坐标值的字段，分别存储X，X，Z坐标。这种拓扑网络结构的特点是对于给定一个三角形查询其三个**点高程和相邻三角形所用的时间是定长的，在沿直线计算地形剖面线时具有较高的效率。当然可以在此结构的基础上增加其它变化，以提高某些特殊运算的效率，例如在**点的记录里增加指向其关联的边的指针。
不规则三角网数字高程由连续的三角面组成，三角面的形状和大小取决于不规则分布的测点，或节点的位置和密度。不规则三角网与高程矩阵方法不同之处是随地形起伏变化的复杂性而改变采样点的密度和决定采样点的位置，因而它能够避免地形平坦时的数据冗余，又能按地形特征点如山脊、山谷线、地形变化线等表示数字高程特征。
数学方法
用数学方法来表达，可以采用整体拟合方法，即根据区域所有的高程点数据，用傅立叶级数和高次多项式拟合统一的地面高程曲面。也可用局部拟合方法，将地表复杂表面分成正方形规则区域或面积大致相等的不规则区域进行分块搜索，根据有限个点进行拟合形成高程曲面。
这是实景航片与DEM数据的组合图,可以*旋转，是一种曲面微分化的一种表示方法,*拟合,因而速度较快。
图形方法
（2．1）线模式
等高线是表示地形较常见的形式。其它的地形特征线也是表达地面高程的重要信息源，如山脊线、谷底线、海岸线及坡度变换线等。
（2．2）点模式
用离散采样数据点建立DEM是DEM建立常用的方法之一。数据采样可以按规则格网采样，可以是密度一致的或不一致的；可以是不规则采样，如不规则三角网、邻近网模型等；也可以有选择性地采样，采集山峰、洼坑、隘口、边界等重要特征点。
在地理信息系统中，DEM较主要的三种表示模型是：规则格网模型，等高线模型和不规则三角网模型。
实测的数据点，即使已经达到了相当的密度，一般也还不足以表示复杂的地面形态。所以，在具备了一定数量的数据点以后，往往还需要通过内插方法增补数字地形模型所需要的点。所谓内插是根据周围点的数据和某一函数关系式，求出待**的高程。内插方法可以根据所使用的内插函数是一个整体函数还是局部函数来区分。因数字地形模型中所用的数据点较多，一般都使用局部函数内插（分块内插），即把参考空间划分为若干分块，对各分块使用不同的函数。典型的局部内插有线性内插，局部多项式内插，双线性内插或样条函数，以及拟合推估（配置法）、多层二次曲面法和有限元法等。还有一种是逐点内插法，即对每一个待**定义一个新的内插函数。逐点内插法的使用十分灵活,精度较高,计算简单，不需要计算机有很大的内存容量，只是运算的时间较长。典型的逐点内插法有加权平均法、移动拟合法等。内插方法的选用要考虑到数据点的结构，所要求的精度，计算速度和对计算机内存的要求等因素。
实测的数据点，即使已经达到了相当的密度，一般也还不足以表示复杂的地面形态。所以，在具备了一定数量的数据点以后，往往还需要通过内插方法增补数字地形模型所需要的点。所谓内插是根据周围点的数据和某一函数关系式，求出待**的高程。内插方法可以根据所使用的内插函数是一个整体函数还是局部函数来区分。因数字地形模型中所用的数据点较多，一般都使用局部函数内插（分块内插），即把参考空间划分为若干分块，对各分块使用不同的函数。典型的局部内插有线性内插，局部多项式内插，双线性内插或样条函数，以及拟合推估（配置法）、多层二次曲面法和有限元法等。还有一种是逐点内插法，即对每一个待**定义一个新的内插函数。逐点内插法的使用十分灵活,精度较高,计算简单，不需要计算机有很大的内存容量，只是运算的时间较长。典型的逐点内插法有加权平均法、移动拟合法等。内插方法的选用要考虑到数据点的结构，所要求的精度，计算速度和对计算机内存的要求等因素。
数字地形模型只有同计算机处理相联系才有实际意义。当前计算机的功能已经能使构成数字地形模型的原始数据,中间成果或较后成果不仅使用于原定的目的,而且还可以使用于其他多种目的。把数字地形模型的数据连同表达地面地物数字，以及其他数据存储在一个数据处理系统的外围设备中，建立“地理数据库”，可以根据需要，通过计算机输出各种比例尺的地形图，或正射影像图，或其他不同形式的资料。
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