能见度是气象观测基本要素之一,与人们生活息息相关。在交通安全方面,低能见度可能引发重大交通安全事故,因此能见度是公路气象、民航气象和港口气象重点关注的核心气象要素。另一方面,能见度能直接反映大气气溶胶分布的状况,是衡量大气污染的重要指标之一。目前,仿照人眼测量能见度的原理,数字摄像法利用图像对比度进行能见度测量已经成为一种新的能见度测量技术。数字摄像能见度系统具有安装简单、维护方便等优点,有望成为新一代能见度测量系统。本文在数字摄像能见度测量系统的基础上,对双亮度差法的测量误差进行理论计算,分析了大气辐照非均匀条件下误差产生的原因;提出了一种在高能见度条件下采用图像频率法对双亮度法进行误差修正的方法,并证明该方法能有效提高数字摄像能见度测量系统的测量准确度和精度。通过理论分析证明非均匀天空背景和非理想黑体造成的误差与能见度成反相关,能见度越高,对误差的容忍度越低。实验数据也验证了在高能见度时,测量的能见度的平均误差更大。在使用双亮度差法进行测量时,如果天空背景与目标物不在同一水平线上时,会由于太阳辐照不均匀产生的亮度差异,引入能见度测量误差。误差大小与太阳位置有关,在太阳附近,亮度梯度大,测量误差大。其次,视线路径上的气溶胶粒子分布不均匀,对光线的散射也有差异,造成目标物的气柱亮度不均匀,引入相应的误差。另外,地表反射率、环境杂光等环境因素可能增加或减小目标物和天空背景的气柱亮度,那么也会对测量的能见度造成影响。通过数据模拟证明在高能见度时,观测条件的微小变化可能造成能见度测量值的巨大变化。在高能见度时,双亮度差法测量结果容易受到大气辐照非均匀状态的影响。针对这一问题,本文提出在高能见度时,可使用图像频率对比法修正双亮度差法能见度测量,即:通过对图像进行同态滤波与高斯高通滤波之后,对高频部分的亮度进行归一化,得到能见度指数,通过拟合函数将能见度指数转换成大气能见度值。利用现有的数字摄像能见度测量系统与Vaisala大气透射仪测量数据,对此方法进行了验证,证明此方法可以有效地改善双亮度差法在高能见度的偏差大的问题。本文的研究结果有助于更全面深入地理解视频能见度的测量原理和视频图像测量能见度的影响因素。本文提出的在高能见度条件下提高视频能见度测量的准确度和精度的方法,有效完善了视频图像测量能见度测量系统,有望为后续视频图像能见度测量系统在高速公路能见度测量提供技术支撑。