数字图像相关方法（Digital Image Correlation,DIC）能够以非接触的方式测量目标的形貌和变形,并具有精度高、效率高和易于实现等优点,因而被广泛应用于科研及工程应用等领域。然而,由于相机电子元器件在水下、高温和强电磁干扰等环境中会受干扰而难以正常工作,导致DIC技术难以应用于以上特殊场景中。为了增加DIC测量系统的可操作性与灵活性,本文将光纤传像束（Fiber Bun-dle,FB）与 DIC 方法相结合搭建了新型测量系统。因光纤传像束具有柔软、耐高温、耐腐蚀以及抗电磁干扰等特性,它在常规相机难以工作的环境中提供了多通道检测和远程监视的可能,这对于DIC在水下、高温和强电磁干扰等场景下的应用尤其重要。本文深入研究基于光纤传像束的DIC测量系统的设计与应用,并提出了基于图像对齐的错位校正算法,主要研究内容和成果如下:（1）研发了一种基于光纤传像束的单相机三维数字图像相关（3D-DIC）测量系统,实现了单相机立体测量。文中从光路设计及测量原理出发,阐述了该系统的成像特性与测量特性,并通过具体实验验证了该系统在重建形貌和测量变形上的可行性与准确性。另外,作者还创新地提出了基于图像处理的优化方案,进一步提高了系统的测量精度。该系统具有空间结构灵活以及可实现远距离测量等特点,为DIC在特殊场景下的应用提供了新型思路;（2）提出了针对相干光纤传像束的全局错位校正方法。通过实验设计及算法开发,解决了光纤成像系统中因空间排布带来的图像错位问题。真实实验结果表明,所提方法不仅能有效校正错位,还能缓解蜂窝状固定模式的影响,从而提高了系统的图像传输精度与测量精度。该工作为解决光纤传像技术的图像错位问题提供了新的技术支持,为相干光纤传像束在高精度光学测量领域的进一步应用提供了有力保障;（3）搭建了基于光纤传像束的超长基线视频引伸计。该系统将光纤传像束用作视场分离工具,成功解除了系统固定视场的限制,顺利将单相机视频引伸计标距长度从5120像素增加至13600像素,有效提高了相机图像分辨率的使用率。该系统可以自由组装的灵活性为大长径比试件/异形件测量开辟了新的实现路径;（4）完成了高温下变形场/温度场同步测量的初步研究。通过高温变形测量实验和高温测量实验分别归纳总结了高温数字图像相关和谱色测温的技术难点及解决方案。文中简述了同步测量方案的实现路径与工作原理,并给出了基础测量方案。最后,总结了同步测量的技术难点,并针对性地提出了优化方案,为光纤传像束应用于高温变形场/温度场同步测量奠定了基础。