海冰状态的监测是寒区海洋工程观测的重要内容。本文结合海洋工程实际,提出并实现了根据视频和图像分析来计算海冰密集度以及海冰流速和流向测定的方法,与传统的方法相比,本文中的方法对系统和设备要求比较低,并且实时性和精确性均能满足实际应用的需要。在海冰密集度的测定方面,将MATLAB和.net混合编程运用到海冰监测系统的软件开发中。通过在计算之前将图像压缩、灰度均衡化和简化二维阈值分割算法的方式改进了传统的二维Ostu(最大类间方差法)图像分割算法,在精度损失较小的情况下加快了算法的运行速度。软件基于BS的模式进行开发,除了提高计算速度之外还可以方便的进行后台更新。在海冰厚度方面,首先从视频中提取出含有海冰断面的图像,对系统进行标定后再运用投影比例的关系计算出海冰的实际厚度。由于计算量较小,采用CS模式进行开发。提供了系统标定功能并进行了误差分析。和密集度部分一样,海冰厚度计算模块也提供了可视化的交互图形界面,为海冰状态的测量和计算提供了另一个有力的工具。在海冰流速和流向的测定方面,首先将海冰的视频分解成图像序列,提取图像中的Harris角点作为海冰的特征点,通过选择灰度相关函数为特征匹配函数,对不同时刻的海冰图像进行特征点匹配,根据匹配点的单应得到特征点的移动距离和移动方向。Harris角点的提取方法简单,实时性较高,而且方法灵活,可以由用户自己指定提取的特征点个数。但是图像特征不明显时会产生较多的误匹配。本文提出了一种通过贪心的高斯混合模型的聚类策略来消除误匹配的方法,实验和实际应用均表明该方法具有较好的鲁棒性。