针对人工安全巡检效率低,缺乏量化科学依据等问题,利用数字影像进行结构全息形态监测具有经济便捷、高效可信的显著优势,是桥梁结构健康监测领域有的研究热点。本文依托导师承担的国家自然科学基金项目“基于影像轮廓线叠差分析获取桥梁全息变形及结构状态演绎方法探索（51778094）”与“基于面形时空数据的桥梁结构损伤演化与失效过程跨尺度分析方法（51708068）”,系统开展了基于数字影像集进行桥梁结构损伤识别方法的理论探索。主要研究内容如下:1、研究了利用多视图序列图像重建结构三维数字模型的方法,建立了三维场景与二维数字图像的数学变换几何模型,分析了理想线性投影下空间点与像素点的空间变换关系,针对民用非量测相机进行实际测量过程中较大的图像畸变问题,分析了畸变成因与畸变数学模型,采集了钢桁-砼组合试验梁序列图像,通过重建得到了高分辨率的数字模型,完整的表征了试验梁形态信息。2、开展了钢桁——混凝土组合试验梁多损伤工况静载试验;对试验梁各工况下分别进行了不同扰度变形的三维全息形态数据恢复,针对三维重构模型非定性的空间姿态问题,提出了一种基于特征刚性域的点云模型数据配准方法,以点对之间的欧式距离平方和为目标函数实现了数字模型的全局最优配准,通过对局部刚性域的高精度配准完整了整体结构的空间姿态统一,构建了试验梁的高精度变形分析的数字模型。3、提出采用双向欧式最短的层状剥离法,实现了以三维特征点表征的模型数据间的同名点追踪,提出以点集邻域法向估计构建了空间数据的变形识别约束条件,剔除了同名点追踪中误匹配点对,得到了高精度的结构全场位移分布模型。4、探索了基于结构异常变形进行结构损伤识别的理论方法,分析位移矢量转角与曲率对结构损伤信息的敏感性与可行性,研究了结构全息变形下的矢量转角异常分布原因,通过数值模型分析完成了理论验证,提取了试验梁受压区横联钢板下边缘位移矢量数据,利用转角变化曲率分析了损伤条件下其线形变化,通过对峰值变化追踪完成了结构损伤位置的有效识别。