三维破碎文物拼接技术是计算机辅助文物复原的核心技术，是计算机视觉、图象分析和模式识别中的突出难题，它被应用到考古学、古生物学、文物复原等许多领域。近年来国际上关于破碎文物拼接的算法很多，但是他们有一个共同的缺陷，就是关于二维的拼接复原研究的较多，三维空间的碎片拼接复原研究的较少，关于理想薄片拼接研究的多，对于带厚度的实心物体拼接研究的少；关于匹配研究的较多，拼接复原研究的较少。本文研究的主题是基于轮廓曲面匹配的一般刚性物体的拼接和复原问题，主要环节体现在以下几个方面： 1.本课题需要三步骤实现，一是由实体模型提取表面数据，并在计算机中重构出曲面模型；二是对破碎文物进行曲线和曲面匹配；三是重复对表面特征相似的两个模型进行拼接合并直到全部合成一个整体模型。 2.研究空间曲面的描述方法，提出了利用不变矩描述空间曲面的方法。对空间曲面的匹配问题采用匹配面元法线的方法，利用面元法矢量匹配曲面。 3.解决曲面的拼接问题，给出利用世界坐标系计算拼接矩阵的方法，对曲面拼接的具体问题作了分析。 4.提出基于曲面面元的法线匹配算法和曲率匹配算法，实现计算机辅助三维破碎文物拼接的主要功能，在碎块的匹配拼接过程中快速准确的确定匹配结果，具有一定的实用价值。