随着经济的发展,我国综合国力的提高,钢结构在土木工程领域应用越来越广泛。但许多长期处于海洋大气、工业大气等腐蚀环境下的大型钢结构工程(如桥梁、大型工业建筑、电视塔、高压线铁塔、大型水库闸门、海上采油设施等)出现了锈蚀问题。从而引出与之相关的一些亟待解决的科学问题,特别需要在“腐蚀后钢结构表面特征和截面损失规律”、“腐蚀后钢结构材料、构件和结构受力特征”、“腐蚀后钢结构承载性能评估方法”等方面形成创新和突破。论文以大气酸和大气盐条件下腐蚀试件为研究对象,对钢试样分别进行六个月的加速腐蚀试验,并基于普通数码相机采集的腐蚀图像,通过一系列图像处理技术,建立腐蚀图像特征与锈蚀率相关关系。论文通过腐蚀图像颜色和纹理特征两个方面对钢结构试件表面腐蚀程度进行表征。论文通过对腐蚀试件除锈前后图像颜色灰度直方图的阈值化处理,统计其灰度中值与灰度极差(峰高一半与峰宽)。研究发现,除锈前后腐蚀图像灰度直方图峰宽与锈蚀率线性相关,通过腐蚀图像灰度直方图峰宽能很好反映试样的腐蚀程度。本文为了更好地提取除锈后试件图像的纹理特征,在对除锈后试件图像一系列增强的基础上,基于分形理论,计算其面三维分形维数。研究发现,除锈后图像的分形维数与其锈蚀率之间存在非线性关系,分形维数随着锈蚀率的增加而减小,腐蚀试件除锈后图像的纹理特征能很好地描述其腐蚀特征。