一、背景
土木工程是经济和社会发展的重要基石。在该领域中，为了确保工程结构安全可靠运行，无论是介观下的材料力学性能研究，还是宏观尺度上的工程结构健康监测，都需要对结构变形、材料应变等关键参数进行精确测量。
图1 传统测量现场
在介观尺度上，为确保结构安全性与耐久性，必须对混凝土、钢材等建筑材料的力学性能进行系统测试。传统测试手段存在显著不足：• 精度受限：受量程和精度限制，难以捕捉微米级变形；• 盲区漏检：非预期位置的应变集中、变形或断裂等异常情况无法被有效捕捉；
• 信息缺失：离散点测量导致全场数据缺失，难以捕捉损伤演化的连续过程。
在宏观尺度上，对大型桥梁、超高层建筑等结构的整体变形与局部响应监测至关重要，这直接关系到结构安全评估与服役性能预测。在宏观尺度上，为确保结构寿命安全与时变性能预测的准确性，需要对大型桥梁、超高层建筑等重大工程结构的整体变形与关键构件响应进行分析。然而，传统测量手段存在显著局限性：• 数据离散：单点测量模式导致数据离散化，难以捕捉结构连续变形场；• 覆盖不足：测点数量受成本与安装条件限制，无法覆盖关键局部响应区域；• 时效滞后：全站仪等设备依赖人工操作，难以实现高频动态荷载下的实时监测。
三、DIC技术：跨尺度测量、全场景应用数字图像相关（DIC）技术的应用为土木工程安全可靠性测量提供了创新方案。联恒光科DSE-3D三维全场应变测量系统基于DIC技术开发，凭借独特优势实现了跨尺度全场景应用。
DSE-3D通过两大核心技术——亚像素插值算法和多相机阵列拼接技术，实现了从微米级到米级的跨尺度测量能力。DSE-3D配置不同镜头组合，可以实现毫米级视野的微米级变形测量，能够支持混凝土、沙土、岩石、螺纹钢等各类建筑材料力学性能研究。
通过多相机阵列拼接技术，DSE-3D单次测量范围可达20m×20m以上，能够满足桥梁主梁挠度、超高层建筑风振变形等大尺度监测需求。
基于DIC技术的DSE-3D系统，应用覆盖土木工程全生命周期场景：• 施工期构件拼装误差监测（如钢桁架节点位移预警）；
土木工程结构可靠性评估与材料安全性能检测的未来发展将聚焦智能化、自动化及多尺度融合，推动评估体系向全寿命智能诊断转型，检测技术向原位实时高精度发展。DIC技术作为核心支撑，将实现全场非接触监测与薄弱区识别，结合AI完成早期微损伤定量预警，并通过多技术深度集成构建智能评估系统，最终达成结构状态"全域可视、精准测量、超前预警"的目标。
