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本发明涉及叶片除冰技术领域，公开了一种基于覆冰识别的叶片二次覆冰除冰方法及系统，所述方法包括采集风机叶片初始表面图像，对液态水像素进行空间聚类，得到水分分布区域；采集叶片实时温度及机舱实时风速，结合水分分布区域进行冰水状态时序递推，得到冰层动态演变特征；据此估算热量通量并求取离散热传导梯度，通过结冰速率积分预测冰层厚度；根据预测冰层厚度和水分分布区域判定二次覆冰风险区域或安全区域；当存在二次覆冰风险区域时，规划除冰动作参数，生成除冰动作指令，对除冰执行机构进行位姿温度闭环控制。本方法能够防止叶片二次覆冰造成的设备故障。