数字考古是近几年新兴的一门交叉学科，它是以计算机为基础的信息技术与传统考古学的结合。虚拟文物复原(计算机辅助文物复原)是其中的一项重要内容，国内外学者特别是西北大学可视化研究所的研究人员率先开展了这方面的研究，已取得一定的研究成果。本文就计算机辅助文物复原方面的关键技术进行了研究，在此基础上实现了一个计算机辅助文物复原系统。 主要的工作有以下几方面： 1．建立了文物碎片的三种模型——实体模型、表面数据模型、曲面模型，研究了计算机辅助文物复原的基本方法，给出一个文物碎片的复原模型。 2．讨论空间曲线的表达和描述方法，提出用矩和傅里叶描述符描述空间曲线的方法。总结和分析空间曲线的匹配算法，结合计算机辅助文物复原的实际，提出了空间曲线的不完全匹配方法。 3．讨论空间曲面的表达和描述方法，给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提出采用特征曲线的匹配方法，特别是利用边界曲线进行曲面匹配。针对空间网格曲面，提出空间三角网格曲面的边界提取方法。 4．分析了曲面的拼接问题，提出曲面拼接的两种策略，给出利用局部坐标系变换快速计算拼接矩阵的方法，对曲面拼接的实际问题也作了具体分析。 5．开发出计算机辅助文物复原系统，能实现虚拟文物复原的主要功能，特别是在碎片的匹配过程中，能快速、准确地帮助文物工作人员确定匹配结果，提高文物修复的效率，具有一定的实用价值。