近些年来,光测力学随着科学技术在各方面的创新而持续发展,在被广泛地应用于各个学科领域。但目前位移测量方面鲜少在频域内进行分析,更不用说构成一个系统的分析方法。针对这一点,本文提出了一种在频域内对物体变形的图像进行分析计算相对位移的新方法——数字图像频谱法。本论文的研究工作主要包括三个方面的内容:数字图像频谱法的基本原理,数字图像频谱法精度和性质研究,数字图像频谱法在实验测量中的应用。数字图像频谱法首先选取变形前后图像中的目标子区进行傅里叶变换,通过一定的数学变换可得到只与位移有关的条纹图,再对该图进行傅里叶变换,通过找寻频谱图中峰值对应的坐标即可找到整像素位移。本文研究了微小位移、目标子区窗口尺寸以及图像噪声三个因素对该方法的精度的影响。平移的方法可以解决在微小位移下无法得到准确的整像素位移的问题,确定了计算精度与窗口尺寸之间的关系,并给出了适合的窗口尺寸,而图像噪声确实会一定程度上影响该方法的计算精度。通过与数字图像相关法在计算精度和计算时间两个方面的比较,发现数字图像频谱法与数字图像相关法具有相同的精度量级,但在计算速度上却比其更快。为了证明本文提出的数字图像频谱法在工程应用中的有效性和稳定性,以三个工程测试问题为例进行了讨论,分别是玻璃钢标准试件拉伸实验,复合材料对接试件拉伸实验和复合材料梯形对接试件拉伸实验。以上的实例验证了本文所提出的数字图像频谱法应用于工程测试的可行性,表明了其实用性和稳定性。