和二维界面相比，三维场景更符合人类的空间思维，能给使用数字城市的用户带来更强烈的真实感。作为数字地球新应用模式的地理浏览器具有两个基本应用-浏览和搜索。在与数字城市浏览相关的三维场景可视化应用中，模型综合是快速渲染大规模、复杂城市场景的一项基本技术。对于数字城市搜索相关的三维模型检索应用来说，与传统的基于关键字的匹配相比，基于视觉和上下文特征的匹配更加多元化，具有更多创新应用潜力。然而，在处理三维建筑模型这一数字城市重要组成部分时，模型综合和匹配方法在应用上存在着一些重大挑战。本文结合三维建筑模型的特征和认知相关理论优化了这两项技术，并对改进后的技术进行了验证。　　以往综合方法生成的三维城市场景难以兼顾建筑仿真和城市意象的可视化应用，本文提出了一种新的机制，既能够生成弹性式的综合结果，又能对综合结果进行灵活的预处理，以实现兼顾仿真建筑与城市意象的三维城市场景可视化。通过引入一种新模型元素FEdge，在综合和可视化的过程中有效管理建筑群实例(原始建筑模型和建筑群)的几何和纹理信息。另外，为了兼顾仿真建筑与城市意象的可视化，引进了一种多层次表达数据结构EvolvedBuffer-Tree(EBT)，用于组织建筑群实例和设定更加灵活的细节层次模型。本文使用不同复杂度建筑模型的城市场景，对本文的综合方法和综合结果的动态可视化进行了验证。　　匹配是计算机视觉和模式识别的经典问题。以往的方法应用在三维建筑模型匹配上存在一些缺陷：首先，对于大多数具有旋转不变性的描述子来说，一个严重的错误在于无法区分旋转后形状相似但原始主轴方向不同的建筑；其次，适用于绝大多数模型的描述子在区分不同外形设计的三维建筑时存在不足。基于这些缺陷，本文提出了一种新的基于上方向的模型标准化方法，在兼顾建筑模型特征的同时，极大地简化并加速了形状描述子的提取及匹配。同时，为了更有效地过滤检索结果，结合认知理论与经典的LightField描述子，本文提出一种利用形状定性描述子(Shell和Unevenness描述子)与形状定量描述子(整合了许多基本形状描述子的HorizontalLightField描述子)匹配标准化后建筑模型的方法。为了验证本文匹配方法的有效性，建立了一个建筑模型的形状数据库以及一个基于二维草图和三维模型输入的建筑模型形状检索原型系统。与以往方法相比，本文建筑模型匹配技术能更好顾及人类对空间地物的认知，且能兼顾匹配的准确性和高效性。