EMD（经验模态分解）作为处理非平稳信号的一种有效工具，近年来在数字几何处理领域开始受到关注。但是现有的曲面上EMD方法对于向量值函数采用对每个分量单独处理的方式进行分解，忽略了各个分量之间的相关性。为此，本文提出了一种曲面上向量值函数的EMD方法。方法通过流形薄板样条插值计算向量值函数的包络，并建立向量值函数的筛分停止准则进行整体筛分；同时针对带有边界的曲面，通过在边界处引入附加的极值点作为约束，减少了现有的曲面上EMD方法进行分解时出现的边界效应。此外，本文将该方法应用在三维几何模型的光顺去噪、特征增强、以及彩色图像对比度和亮度调整等领域，实验结果显示本文方法能够取得较好的效果。