改革开放以来,随着我国基础设施建设的不断发展,越来越多的桥梁被不断设计并修建,但是,在这辉煌的成就背后,是越来越多的桥梁经过长期运营及使用后,结构已经损伤,需要进行安全检测以及养护加固管理。传统的桥梁检测方法主要是通过把有线、无线传感器安装在结构待测点上,但在一些大型结构难以接近的地方便无法测量,而且也会受到硬件接口数量的限制。数字图像处理技术具备表面全尺度、非接触、高密度、现场耗时短、低成本和便于操作等优点,同时还具备高精度的特点。本文将数字图像处理技术应用于结构的单目离面位移测量上,详述了数字图像的边缘检测技术的原理和流程,并采用有限元建模计算、传统检测方法和数字图像处理技术三种方法对四点简支钢板模型进行静动载试验,验证该方法的准确性和可行性。本文主要研究内容及研究成果如下:(1)简单介绍了本文的研究背景及意义,查阅国内外有关的文献和资料,对数字图像处理技术的发展概况以及国内外研究现状、结构模态分析及应用进行总结概括。(2)介绍了本文试验的主要流程,并对试验所运用的数字图像的边缘检测技术的基本原理进行详细的阐述,包括数字图像的数学表示及特征、数字图像的采集与处理、数字图像的预处理、数字图像的目标追踪和位移标定等方面。(3)采用对称分级加载的四点简支钢板为模型,以数字图像的边缘检测技术的基本原理为理论基础进行试验分析,详细介绍了基于数字图像处理技术的单目离面位移测量过程,并测量了该模型9个测点的变形数据,将该数据与有限元建模计算和百分表实测数据对比,证明该数据可靠,测量精度足以满足一般工程需要。(4)以四点简支钢板为模型进行振动试验研究,首先进行有限元建模计算,得到模型的前五阶频率及振型,并以有限元计算结果为参考,对传统的基于加速度传感器的模态分析试验进行设计,通过对模型进行三个工况的实测分析以及数据整合,得到加速度传感器实测的前五阶频率及振型。将基于数字图像处理技术的单目离面位移测量应用于模型的模态分析试验,得到的结果与加速度传感器实测的结果十分吻合,测量结果可靠,精度足以满足一般工程需要。(5)对本文的工作和研究成果进行总结,并为后续的研究工作进行展望。