数字图像相关法被广泛地应用于测量全场位移及应变。在处理连续问题时该方法已较为成熟。但是当遇到强不连续问题时,由于该方法通过以连续位移模式为前提的统计平均性来实现测量目的,在位移不连续的地方会产生较大的误差。为了解决这类问题,本文以国内外在这一领域的研究成果为基础,提出了一种新的相关运算方法---扩展数字图像相关法。本文介绍了扩展有限元位移分解和传统数字图像相关测量方法的基本原理,在此基础上将子区位移模式进行了扩展有限元分解,将数字图像相关法与扩展有限元法结合起来创新性地提出了一种新的测量方法---扩展数字图像相关法(该方法以解决不连续问题为着眼点,对传统数字图像相关测量方法在测量裂纹问题时所遇到的困难提出了新的解决方案);在解该方法中所遇到的病态方程组时,对方程进行了改进,提出了自适应控制迭代法;研制了扩展数字图像相关法测量系统。对本文提出的新方法,分别用刚体平移实验、拉伸实验、三点弯实验进行了验证,分析结果,证明了方法的正确性和可靠性;随后进行了误差分析,从理论和实验两方面对各种误差产生的原因进行了分析,并提出了相应的消除误差或抑制误差的方法和有效措施。将上述方法用于带裂纹的聚氨酯试件的表面跨裂纹区变形测量,随后又简单分析了带裂纹的有机玻璃试件的表面跨裂纹区变形情况,取得了较好的效果,证明本文提出的新方法可以应用于带裂纹材料表面变形测量研究,为今后对材料表面强不连续位移场的测量研究提供了基础。