流速是表征水流水力学特性的重要物理量。为了准确获取薄层水流流速，基于热红外成像技术、计算机视觉识
别技术，设计了一种薄层水流流速测量系统。该系统通过对热示踪剂的自动控制以及对其热成像图的瞬时采集、影像校
正、噪点去除、质心确定等手段，获取薄层水流的流速等参数，从而实现对坡面薄层水流流速的动态观测。该系统精确
度和准确度高，可从不同时间和空间尺度上更加准确地观测热示踪剂动态运移过程。系统的测量标准差为 0.020 m/s，观
测精度可达到 98.33%，观测的时间分辨率为 1/9 s，空间分辨率为 2 mm。为了验证该系统的准确度，以流量法为基准，
与传统示踪法（染料示踪法、盐示踪法）比较，结果表明，该系统的准确度高于染料示踪法和盐示踪法。其中热红外成
像观测系统的相对误差均在±10%以内；染料示踪法的相对误差均大于 10%；盐示踪法 52%的相对误差在±10%以内。利
用热红外成像系统获取的影像，可对不同时刻示踪段水流的发生、发展的过程进行追溯，也可以测量示踪剂沿水流方向
的运移速度及垂直于水流方向的扩散速度，计算热示踪剂的弥散系数等。该技术可应用于降雨侵蚀、径流冲刷等方面的
研究，对于进一步深化土壤侵蚀过程与机理研究具有重要的意义。