近年来，随着三维模型应用范围的不断拓展和建模技术的飞速进步，人们可以从互联网或通过其它手段获得大量的三维模型。因此开发灵活、高效的三维形状检索算法，是挖掘、利用这些三维数据中蕴含信息的重要手段。为了满足在大型数据库中检索的实时性，研究者提出了多种整体形状描述子来刻画三维形状的主要特征，并通过对描述子进行比较来快速地计算三维形状之间的距离/相似性。　　 然而，上述方法的不足在于其只能从数据库中搜索和查询整体形状上相似的三维模型。而大量的实际问题要求衡量不同三维形状之间的部分相似性。事实上，在三维模型检索中，查找整体形状相似的三维模型对用户仅能提供十分有限的新信息。而部分相似性检索，能够有效地搜索和查询形状相互关联、且包含大量新形状信息的三维模型。本文研究如何高效地进行三维部分形状检索的基础理论和应用问题。　　 在三维部分形状检索任务中，存在的大量混杂信息、特征缺失等问题将会对形状表示的构造、相似性度量的定义构成很大挑战。另外，在解决这些困难的同时，还必须克服三维形状的三个空间旋转自由度带来的问题。本文从设计快速有效的三维部分形状相似性检索算法出发，对如何在形状表示中描述局部特征的空间分布，如何设计具有更高区分度、适用于部分相似性检索的局部形状描述子等问题进行了深入研究。在此基础上，本文还对一般意义下的部分相似性检索理论进行研究，并得到一些有意义的成果。下面总结本文的主要贡献：　　 1.在三维形状的整体字袋模型表示下，本文提出了基于Kullback—Leibler距离的部分相似性度量，并利用统计文档分析的算法构造出更为简洁的“形状主题”表示。在此基础上，本文设计了高效的三维部分形状检索算法。　　 2.为了描述局部形状特征的空间分布特性，本文提出了具有更高形状区分能力的“推广的形状分布”描述子和“局部字袋模型”特征表示，并在此基础上设计了灵活有效的相似性度量进行部分相似性检索。　　 3.对于一般意义的部分相似性检索理论，本文提出了特征集合的部分相似性优化准则和监督学习算法，还提出了“维度无关的层次匹配核”算法，它有效解决了快速计算高维特征集合的部分相似性问题。　　 4.本文还提出了“彩色的自旋图像”和“局部描述子空间”两种方法来更精确地衡量局部形状之间的距离/相似性。