目前,随着我国的城市化建设的突飞猛进,作为城市化发展建设的重要组成部分的高楼正在不断涌现。这些高层建筑物在遇到地震、飓风等特殊灾害天气环境时极易受到影响而出现晃动甚至引发坍塌,如果发生坍塌会对人们的生命和财产将会造成巨大的影响。因此,建筑物的抗震性以及稳定性对建筑物的整体安全极其重要,并且引起了人们的广泛关注。为了进一步增强高层建筑物的抗震能力,学者们提出了在建筑物上增加减震装置的措施并得到了广泛的应用。TLD(调谐液体阻尼器,Tuned Liquid Damper,简称TLD)就是一种非常有用的被动结构控制减震装置。这种阻尼器装置通俗来讲就是将水箱固定在建筑物顶上,当建筑物因受到外力而引起晃动时,水箱中液体可以在晃动过程中产生的动侧力提供减振作用。它具有构造简单,自动激活性能好,不需要启动装置等诸多优点。监测获取的TLD水箱液面高度动态变化的数据,能用于分析建筑物受到灾害的等级和对建筑物的健康性进行评价,后续还可以用来对建筑物进行科学加固与修复时提供指导性意见。因而对TLD水箱液面高度动态变化的研究已经逐渐成为一个热门的研究领域。传统的对TLD水箱液面高度动态变化的监测是采用激光位移计,存在着单点性、一维性等缺点。近景摄影测量技术是一种通过获取像片和处理像片来确定目标的外形和状态变化的非接触式测量技术,近几十年来不断地被创新与发展。高速视频摄影测量技术,就是近景摄影测量技术的最新研究成果。高速视频摄影测量技术除了具有近景摄影测量技术传统的非接触的优点外,还具有全面域、高速采集、高效存储等能力。它能够在极短的时间内以图像的方式获得被测物体的物理信息和几何信息。本文提出将高速视频摄影测量技术应用于TLD水箱液面高度的动态监测中,构建了适用于TLD水箱液面高度动态监测的高速视频摄影测量系统传感器网络,设计了适用于TLD水箱液面高度动态监测的球形人工标志点,并根据TLD高速视频摄影测量监测周围环境难以布设控制点的问题,改进得到了一种内外方位元素一体化计算方法,最后构建了TLD水箱液面位移场。证明了将高速视频摄影测量技术应用于TLD水箱液面高度动态监测具有可行性和一定的研究价值。主要研究内容与成果如下:(1)本文简述了近景摄影测量技术的发展历程,综述了高速视频摄影测量技术的发展,介绍了高速视频摄影测量技术在土木工程领域的应用,并简单概述了TLD水箱液面高度监测的研究现状。分析了构建高速视频影像传感器网络的基本原理以及高速视频影像摄影测量系统的特点。系统地研究了高速视频影像摄影测量传感器网络各部分组成的特点,包括高速相机、数据采集卡、同步控制器、计算机、人工标志点和照明光源等。并根据本研究的实际应用情况,构建了一套适用于TLD液面动态监测的高速视频影像传感器网络系统,设计了一种适用于本研究中的TLD水箱液面高度动态监测的球形标志点,并利用频闪法对本研究中应用的两台高速相机的同步性进行了验证。(2)本文对高速视频摄影测量技术的基本原理和方法进行了总结,包括像片的内外方位元素等。针对本实验环境周围难以布设控制点的问题,本文从一体化解算考虑,将像片的内方位元素和外方位元素纳入矩阵内作为一个整体,提出了内外方位元素一体化的计算方法。该方法首先求解隐含内参数和外参数的类旋转矩阵初值,再将空间坐标通过映射的方式转换成像方坐标,然后再求解畸变参数并且对图像畸变进行纠正。既避免了陷入局部极值的可能性,也避免了在解算单个元素的过程中出现损失新的精度。(3)将本研究中构建的高速视频影像传感器网络系统应用于TLD水箱液面高度的动态变化的监测实验。解算分析了实验中基于时间序列的液面目标点的位移变化,将结果与传统激光法中激光位移计采集数据进行结果比较,表明利用高速视频摄影测量技术获取的位移变化与激光位移计获取的位移变化具有高度相似性,而且在竖直方向上的位移与激光法的误差不超过10%。此外,本文根据实验结果选取了合适的目标点构建了液面位移场,相对于传统的激光法,高速视频摄影测量技术具有对液面全域性监测的优点,构建的液面位移场可以更加直观的反应TLD水箱液面的变化。实验结果证实了高速视频摄影测量技术应用于TLD水箱液面高度动态监测的可行性,为TLD水箱液面高度监测提供了一种新的解决方案。