近年来,在生活娱乐、医学图像、电影动画、计算机辅助设计、三维打印等多行业中,三维模型均得到了广泛应用,需求量极大。同时,大量的三维模型资源不断增长,使得三维模型形状分析备受研究者的关注。三维模型分割研究是三维模型形状分析领域的重要且基础的研究问题之一。但目前已有的三维模型分割研究算法多是针对于刚性物体,而对于生活中更多存在的具有丰富姿态变化的非刚性物体难以适用。非刚性物体的形状分割比刚性物体的形状分割更具有挑战性,要求分割算法对非刚体的不同姿态具有良好的分割一致性。本文分析了基于扩散几何的形状特征,并将热核和波核特征应用于非刚体三维模型的形状分割,提出了显著特征点检测算法和基于扩散几何的混合特征的三维模型分割方法。本文的主要研究工作包括：(1)归纳总结了现有的三维模型形状分割方法,尤其是对基于扩散几何的非刚体三维模型分割方法进行了分析,同时分析了扩散几何特征用于非刚体三维模型形状分割的优点和特性。(2)实现了一种基于热映射的非刚体三维模型形状分割方法Heat-Mapping算法,采用改进的基于热扩散的热均值特征(HMS,Heat Mean Signature),检测热中心点,并据此驱动非刚体的顶点聚类,以达到形状分割的目标。(3)针对Heat-Mapping方法中热中心点检测稳定性差的问题,提出了基于波核特征(WKS,Wave Kernel Signature)的显著特征点检测算法,该方法采用WKS的局部极值点作为非刚体网格模型表面的显著特征点。(4)为了使分割结果能适应非刚体丰富的姿态变化,提出了基于WKS的非刚体形状分割方法,该方法在显著特征点检测的基础上,进而将显著特征点作为初始聚类中心,采用K-均值聚类算法来获得分割结果。实验结果表明,该方法不仅对处于不同姿态的非刚体三维形状具有良好的分割一致性,而且对噪声、孔洞等具有较好的鲁棒性。