数字全息是非接触式的高精度测量技术,是精密测量领域的一项重要研究内容。相对于传统全息而言,数字全息拥有对物体三维信息的记录分析能力,但由于记录过程中光电器件像元尺寸和光敏面积的限制,数字全息图的记录范围较小、分辨率低,严重限制了数字全息在大范围、高精密测量领域的应用。针对数字全息技术中测量面积受限的问题,本文提出基于优化Harris角点算法的拼接算法实现相位的双方向拼接。在获取数字全息图像时,保证相邻区域具有部分重叠,再对获得的物体的各子孔径相位图像进行拼接;用Harris角点算法检测角点密集区域为匹配模板,可高效且精准地确定重叠区域。结合高斯尺度空间和金字塔匹配思想对算法进行优化,通过加权融合实现三维形貌的再现相位拼接。对“M”字样的玻璃样板进行了三位形貌的还原,并使用Harris-Laplace金字塔算法提高了拼接结果的精度和稳定性。针对现有的平面度评价算法进行对比分析,在评价算法的基本模型基础上,给出了衡量评定方法的两个性能指标。并通过仿真实验证明了平面度评价算法在三维信息表面中的平面度评价的准确性,采用平面度算法评价可以对拼接算法进行优化计算。最后,在搭建的离轴菲涅尔数字全息实验平台上分别进行了以下实验:对量块光滑表面进行了三维形貌拼接再现,将优化的拼接算法应用于平面的三维信息还原,实现了量块表面的大视场三维形貌再现。并对拼接结果进行平面度误差评价,其中最小包容区域法是现有公认标准的评价方法,具有较高的评价准确性。