1.2.4像素位移与实际位移的转化 数字图像相关方法计算的位移是图像上的虚拟位移，单位是像素。结构工程 测试实践中，必需将此像素位移转换为实际位移。最直接的方法是在图像中拍下 一个标尺，然后根据标尺上两参考点的实际距离（单位为mm)除以这两点之间的 像素个数n,就可以得到每个像素代表的实际位移，也可称为转换系数=m。 1.3图像相关方法应用于土木工程中的优势与问题 数字图像相关方法作为一种新型的光学测量方法，将其应用于土木结构变形 测量中，与传统的方法相比具有其独特的优势： ()非接触式测量。非接触式是指测量过程中，无需接触被测构件。接触式 的测量都要求找到固定的参照基准点或基准梁来安装传感器，对于大型空间结构， 如大跨度桥梁的挠度，高层建筑结构的动态位移监测等，很难或基本无法找到固 定的参照基准点。这时非接触式的方法的优势就突显出来了。另外非接触式测量 还不会因为接触对被测量结构的受力或变形状态产生影响。 (2)全场测量。数字图像相关方法可以测量出整个被测区域的位移场或应变 场。这对于研究构件的局部变形十分重要，如结构或构件的应力集中区域、关键 部位和处于复杂应力状态下的区域等，这些区域的位移和应变场的分布对于结构 设计或研究都是很重要的。现在的大部分方法都无法进行全场测量，有时为了得 到全场应变分布不惜花费大量的人力物力和时间来制作光弹模型，并以光弹模型 实验结果作为指导。由此可见，全场测量是极其重要的。 (③)一次测量既可获得位移又可获得应变。数字图像相关方法只需一次图像 采集就可以经过计算得到位移和应变，而传统的方法要获得位移和应变，需要用 两种不同的方法来测量，如用位移传感器来测量位移，电阻应变方法来测量应变 毫无疑问测工作量成倍的增加，且两种测量过程可能相互制约和相互影响。 (4)数据采集过程简单。数字图像相关方法的数据采集过程光路简单，无需 激光作为光源，自然光就能满足要求，只用对构件表面作简单处理（表面纹理可 以近似为散斑场时，可以不用处理，如混凝土表面，没有喷涂的钢材表面)。采 集前的准备工作也很少，不需要进行传感器的安装、贴应变片等这些复杂的工作。 数字图像相关方法虽然有以上的诸多优势，但是目前该方法还没有在土木结 构变形测量中广泛的应用，主要是因为还存在以下方面的问题： (1)位移计算精度随距离变化。数字图像相关方法的位移计算精度虽然可以 达0.01像素，但是如果距离较远时，测量的区域就会变大，图像上每像素对应 的实际长度就会增大，精度也就随之降低。这使得数字图像相关方法难以进行远1.2.4 像素位移与实际位移的转化 数字图像相关方法计算的位移是图像上的虚拟位移，单位是像素。结构工程 测试实践中，必需将此像素位移转换为实际位移。最直接的方法是在图像中拍下 一个标尺，然后根据标尺上两参考点的实际距离 l(单位为 mm)除以这两点之间的 像素个数 n，就可以得到每个像素代表的实际位移，也可称为转换系数 r= l/n。 1.3 图像相关方法应用于土木工程中的优势与问题 数字图像相关方法作为一种新型的光学测量方法，将其应用于土木结构变形 测量中，与传统的方法相比具有其独特的优势: (1)非接触式测量。非接触式是指测量过程中，无需接触被测构件。接触式 的测量都要求找到固定的参照基准点或基准梁来安装传感器，对于大型空间结构， 如大跨度桥梁的挠度，高层建筑结构的动态位移监测等，很难或基本无法找到固 定的参照基准点。这时非接触式的方法的优势就突显出来了。另外非接触式测量 还不会因为接触对被测量结构的受力或变形状态产生影响。 (2)全场测量。数字图像相关方法可以测量出整个被测区域的位移场或应变 场。这对于研究构件的局部变形十分重要，如结构或构件的应力集中区域、关键 部位和处于复杂应力状态下的区域等，这些区域的位移和应变场的分布对于结构 设计或研究都是很重要的。现在的大部分方法都无法进行全场测量，有时为了得 到全场应变分布不惜花费大量的人力物力和时间来制作光弹模型，并以光弹模型 实验结果作为指导。由此可见，全场测量是极其重要的。 (3)一次测量既可获得位移又可获得应变。数字图像相关方法只需一次图像 采集就可以经过计算得到位移和应变，而传统的方法要获得位移和应变，需要用 两种不同的方法来测量，如用位移传感器来测量位移，电阻应变方法来测量应变。 毫无疑问测工作量成倍的增加，且两种测量过程可能相互制约和相互影响。 (4)数据采集过程简单。数字图像相关方法的数据采集过程光路简单，无需 激光作为光源，自然光就能满足要求，只用对构件表面作简单处理(表面纹理可 以近似为散斑场时，可以不用处理，如混凝土表面，没有喷涂的钢材表面)。采 集前的准备工作也很少，不需要进行传感器的安装、贴应变片等这些复杂的工作。 数字图像相关方法虽然有以上的诸多优势，但是目前该方法还没有在土木结 构变形测量中广泛的应用，主要是因为还存在以下方面的问题: (1)位移计算精度随距离变化。数字图像相关方法的位移计算精度虽然可以 达 0.01 像素，但是如果距离较远时，测量的区域就会变大，图像上每像素对应 的实际长度就会增大，精度也就随之降低。这使得数字图像相关方法难以进行远