网格模型分割是按照一定的分割准则,将原始网格模型划分成不同的部件或表面片,以便进行重构,压缩,纹理映射,参数化,纹理映射,网格变形,模型检索等。三维网格模型分割是几何处理的一个重要问题。本文通过对网格分割技术及其评价方法的国内外相关研究进行了广泛调研和综述得到结论：到目前为止,国内外研究者已经提出的大量的分割算法,但解决网格分割问题不同的算法各有不同的适用范围和优缺点,选择不同几何特征和计算效率差距也很大,很难有一种算法适合所有的应用。针对具体应用,从现有的算法中快速选择合适的算法已成为一个艰巨耗时的任务,也成为研究者越来越关注的问题。相比目前较成熟的图像分割及评价技术来说,网格分割质量评价及基准研究较少。就目前已有的网格分割度量准则,评价方法及相似性度量进行回顾及分析研究可得,作为基准的人工专家分割仍存在着很大的主观性和随机性,已有的类似的评价准则对同一分割的评价结果还存在显著差异,三维网格分割的定量评价准则依然还需要展开更为深入的研究。基于这一结论,本文确立了以2D流形三角网格模型的形状分割、评价及其应用为研究内容。论文在表述了研究背景及意义、综述了国内外研究现状后,对所确立的目标展开了深入研究,并进行了大量的基础性及验证性试验。概括起来取得了如下成果：(1)提出了一种基于分水岭的网格模型分割方法。提出了一种新的三角面片平坦度计算方法,然后通过凹性来优化集水盆最低点,在淹没过程提出局部优先再全局的分布合并策略。普林斯顿数据集上测试结果表明本算法在CD, CE, HM, RI的指数误差都有比较好的结果。基于内容的3D模型检索其关键问题是提取3D模型的形状特征,计算模型之间的相似度。但目前的方法多考虑模型的全局信息,多数没有考虑模型的局部结构,因而造成检索准确率较低。基于分割的图形搜索,首先将3D网格模型划分为有意义的模型块,然后考虑局部信息而分别计算每个块的特征值,依据模型块之间的拓扑关系将三维模型映射为特征拓扑图；根据特征图构造生成树,然后计算不同模型分割后生成树间的相似度。实验表明,基于有意义分割的检索,其结果更能符合人的认知要求。(2)提出了一种在三角网格中快速查询邻接三角形算法。在2D流形三角网格的处理中,经常会需要查询某些三角形相邻三角形的面积和或者个数问题。而在生成三角网格的off或obj等格式文件中只提供给每个顶点的信息以及每个三角形的顶点标号,无法直接从所给的格式文件中得到该三角形1-邻域(或2-邻域)三角形的相关信息。为减少搜索时间的高复杂度,提出一种基于链表的可以快速查询三角形邻接三角形的算法。(3)扩展已有的普林斯顿评价体系,提出一种模型分割质量的模糊评价新思路。提出了两种计算模糊隶属度的计算方法,并以模糊兰特指数(Fuzzy Rand Index FRI)及模糊海明距离(Fuzzy Hamming Distance FHM)为例给出了两种模糊指数的度量方法。实验及分析表明基于模糊理论的分割及评价方法可能更好地和人类心理认知相合,因此具有很好的研究价值。模糊评价指数计算过程中,模糊隶属度及T-范式和S-协范式算子的计算是其中的关键。本文仅采用极大值及极小值两种范式的算子进行了验证及对比分析,拟进一步完善支持模糊测试的评价系统及测试集,研究其他T-范式及S-范式或构造新的更适合三角网格分割评价的T-范式及S-范式算子也是下一步的工作打算。(4)探索网格模型分割新的应用,提出了一种基于网格分割的零水印方案。因为零水印在不改变模型外观的情况下提取模型特征信息构造水印,这就从根本上解决了处理强度与透明性之间的矛盾。对零水印来说,寻找唯一标识的鲁棒网格特征是问题的关键。针对这个问题,本文从模型分割入手,选择分割块的三角形面片的形状直径函数shape diameter function) SDF值的规范化值在构造区间的投影分布生成固定长度的序列,再组合得到对应的一个3D网格模型的零水印序列。因为每个分组的每个区间对应一个水印数字,这样最终所得水印不仅能够抵抗几何旋转,平移,缩放攻击,还能对网格简化,姿态改变等攻击具有较好的鲁棒性。