本发明涉及一种基于高清摄影的薄层水流滚波测量系统和方法,包括:水流经过的坡面,所述坡面上架设具有自动记录时间的高清数字取像器,所述高清数字取像器的拍摄视野范围内的坡面上设有定位标志,所述的高清数字取像器依次与滚波识别器、图像校准器、滚波参数计算控制器连接,所述的滚波参数计算控制器与高清数字取像器连接。本发明采用高清晰度的数字取像器,连续捕捉高速运动的滚波照片,应用数字图像分析技术对照片中的滚波进行分析,获取滚波的各个特征参数。由于获取标定计算等一系列工作均由计算机控制完成,与传统的本发明能够在观测区域能设置多点同时试验和观测,视场宽阔可以很好的解决较大区域的薄层水流流速观测。