数字图像相关法是通过相关准则函数计算变形前后图像的位移等信息。由于其具有操作方便、精度高、设备仪器简单、全场测量等优点，在近些年得到了长足的发展与应用，特别是在应变的测量中。探索提高数字图像相关法计算精度的方法一直是研究工作者的研究热点。本文通过改进数字图像相关法的算法，在进行二次曲面拟合前，将最大相关系数控制在更狭小的区域内，再进行二次曲面拟合运算提高理论计算精度。在程序实现过程中优化插值运算方法，提高计算效率，节约计算时间。利用可以理论精确控制位移量的模拟散斑图验证了改进后数字图像相关法的理论计算精度为10-3像素，比改进前提高了一个数量级。分析引起理论计算误差的主要影响因素，提出在实际运用中应当选用的参数值范围，在保证计算精度的同时最大程度地节约计算时间。同时，本文还通过对模拟散斑图进行添加噪声处理，分析噪声对数字图像相关法计算结果的干扰，指出较大的噪声会严重降低计算结果的精度和计算稳定性。本文最后通过无应力条件、单向拉应力条件、复杂应力条件三个不同条件下的实验验证了数字图像相关法的具体适用性，及算法改进前后数字图像相关法的计算结果，从实践的角度分析了改进后数字图像相关法的优点，它具有更高的计算精度和计算稳定性，计算区域方差小。文中还提出相关的优化方法，结合具体的实验，通过不同的方法降低计算误差，提高计算精度，更大程度的满足实际测量要求。