振动位移和频率是工程结构动力特性分析的基本参数,是进行结构实验和分析中极其有价值的原始数据,也是结构检测的难点和工程研究的热点,是保证施工,运行安全的重要监测量。对于大型土木工程结构,难以为其位移监测寻找固定的参考点,各种传统的位移监测方法都有其局限性,而位移是最直接和最有价值的信息,因此发展一种远距离、非接触的观测手段,并且能够实现自动记录、处理连续数据的实时系统是非常必要的工作。本文针对土木工程结构,通过采集视频,再将视频转化为数字图像的方法,基于数字散斑相关原理,获取位移信息,进而求得振动频率。本文对此方法进行了理论探讨和实验验证。视频图像测量是一种基于视频图像的非接触获取空间信息的重要手段,是把图像当作检测和传递信息的手段而加以利用的测量方法,通过提取图像的特征信息,最终从图像中获取被测对象的实际信息。而数字图像技术的发展使空间信息的获取、处理得到飞速发展,已逐步迈向自动化、实时化和智能化。将这些高科技应用于土木工程,提供结构实验、监测的实时动态空间信息数据流,从而实现结构诊断评估智能化,是当前发展的热点。桥梁变形测量是桥梁健康监测的重要内容之一,大跨度桥梁跨度大,变形可达米级,常规技术不易满足大变形测量的要求,而图像测量技术测量范围大,成本低,能够用来测量大跨度桥梁的变形。本研究完善了基于数字图像处理技术进行工程结构动态位移监测的方法,分别进行一维运动和二维运动的监测实验研究,对三维运动监测进行理论上探讨。在实验室里对不同的监测结构物上的标志点进行视频图像采集,用数字视频编辑软件将动态数字图像转换为逐帧存储的连续静态数字图像序列；用Matlab编程对其中的一些帧进行系统标定,通过手动框选的方法对图像进行点击确认散斑大小和范围,程序自动进行逐帧连续批量处理,获得动态目标点的坐标,并绘制出运动曲线。用这种方法可以实现动态位移的连续监测,并对其中的一些实验数据进行频域分析。通过理论与实验研究表明,在像素够高和环境合适的情况下,此方法精度高,处理速度快,操作简便,可以适应一般的工程环境。本文为视频监测技术用于大型土木工程结构振动监测,提供了理论与实验研究基础,对该技术的工程应用起到积极推动作用。