针对桥梁安全巡检效率低、周期长、缺乏往期量化科学依据等问题,利用数字图像对结构进行全息形态监测,具有全息、便捷、经济的突出优势,并高度契合未来数字信息的发展趋势。本文在国家自然科学基金项目51778094的“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”和51708068的“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”资助下,开展了基于结构数字正射影像的桥梁损伤识别方法探索。主要研究内容如下:1.研究了基于序列影像的结构数字三维模型重建方法,探讨了数字三维模型精度的影响因素,分析了原始桥梁影像成像时的畸变成因,阐述了径向畸变与切向畸变对图像的作用机制,阐明了桥梁数字三维信息恢复流程。基于桥梁数字三维模型,研究了桥梁结构数字正射影像提取方法,通过数字微分纠正研究,给出了基于桥梁三维模型的结构数字正射影像生成方法。2.对钢桁-砼组合梁试件开展了多工况损伤荷载试验,获得了各工况下试验梁的连续序列影像,基于数字三维信息恢复流程,实现了试验梁高精度数字三维模型的建立。开展了基于试验梁三维模型的数字正射影像提取,利用无参考图像质量评价方法,进行了试验梁结构正射影像质量评价,验证了试验梁数字正射影像对结构形态的表征能力。3.分析了不同边缘检测算子对试验梁边缘的提取结果,利用Sobel边缘检测算子提取了试验梁数字正射影像的主体边缘。研究了结构特征部位边缘线型的提取方法,揭示了图像噪声使结构边缘异常的作用机理。通过建立不同工况下边缘线型一致性平滑约束条件,获取了试验梁各工况下的全息变形曲线。提出了桥梁图像像素标定方法,完成了边缘连续曲线由像素尺度向实际测量尺度的映射。开展了结构边缘全息变形验证试验,验证了试验梁数字正射影像对结构形态的描述能力。4.提出了基于结构数字正射影像矩阵相似性的损伤识别方法。通过建立简支梁有限元模型,开展了图像像素矩阵相似性损伤识别方法理论分析,验证了利用图像矩阵相似性方法判别结构损伤位置的可行性。基于上述试验,开展了基于试验梁数字正射影像矩阵相似性的结构损伤识别方法研究,通过计算损伤前后图像矩阵的相似性,得到了各损伤条件下的相似性度量曲线。试验结果显示:相似性度量曲线在损伤位置具有明显峰值响应,验证了该损伤识别方法对不同损伤状态的有效性。