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降水是影响生态水文和区域气候的重要气象因子,降雨量的准确估测是定量水文分析的基础,在人工影响天气、卫星遥感探测及工农业生产应用中起着重要的作用。传统雨滴谱特征数据的检测法存在较大主观性、检测时间长、检测效率低等缺点。本文研究根据雨滴谱反演降雨强度的问题,采用相机图像采集技术和图像处理技术相结合的方法进行雨强的测量。在图像预处理方面,运用图像滤波和图像增强提高图像的清晰度;针对雨滴谱图像中颗粒的空心及颗粒边缘不规则现象,提出形态学重构和区域填充相结合算法,实现目标颗粒辨识和分割;研究重叠雨滴的分割问题,采用匹配法判定凹点对重叠的雨滴颗粒进行分割;利用二参数平均法对雨滴谱分布进行分析研究,根据二参数平均法反演算法推算出平均降雨强度。本文具体研究内容如下:在图像预处理方法中,根据图像噪声特性,采用领域平均法对存在光学污染的雨滴图像进行滤波,去除雨滴背景中的光电子噪声;对于图像中光照不均匀现象,采用拉普拉斯法对图像进行锐化,增强雨滴颗粒边缘特征,提高雨滴图像目标物的清晰度;运用迭代最大熵法对预处理后的雨滴图像进行分割,获得目标雨滴颗粒。针对采集到的雨滴图像有颗粒重叠的情况,基于重叠雨滴在重叠处像素灰度值存在明显的灰度梯度差,为此,本文提出基于近似曲率的凹点匹配分割法,其主要步骤是:获取重叠颗粒的轮廓边界线;通过近似曲率法寻找边界中曲率为负数的凹点:匹配对应凹点,用直线生成算法画分离线分离开重叠或粘连雨滴颗粒,提高雨强测量精度。根据雨滴分布特性,提出基于不同雨滴粒径的雨强测量。根据雨滴平面直径与立体直径之间的关系,获取雨滴的等体积粒径值,将雨滴直径进行分档,每个分档范围内雨滴分布各不相同,所以取其分档范围内雨滴分布的平均值作为衡量其分档范围内的雨滴直径,采用二参数平均法对雨滴谱进行分析,从而测量出此次降雨强度。实验结果证明,采用光学成像技术和数字图像处理技术相结合方法取代人工处理雨滴谱图像,能够快速、精准、高效地实现对此次降雨雨滴直径的统计和降雨强度的推算,将推算出的降雨强度与翻斗式雨量计测量数值进行对比,得出本文采用的方法测得的雨强与翻斗式雨量计测得雨强数值大致相同。