海浪是海洋中最常见的波动形式,它的分布范围广泛形成原因复杂,关于海浪理论的研究具有漫长的历史。现阶段对海浪的研究多数还是处于浮标测量的阶段,浮标测量虽然具有精度高的特点,但是由于浮标的分布范围比较小,数量有限,难以对大范围的波浪进行有效的观测。合成孔径雷达是现阶段唯一能够对大范围的海浪方向谱进行获取的装置,因此,对怎样利用SAR影像高效的得到海浪信息具有重要的实践价值和理论意义。本文基于小振幅理论的波的组成理论对海浪进行了模拟和仿真,并在线性海浪数值模拟理论的基础上分别利用线性叠加法和线性滤波法对海浪进行模拟。其次,基于NASA/JPL AIRSAR全极化影像,在利用圆极化方法解算极化方位角的基础上,采用极化SAR数据的海浪信息反演算法,在不需要解算三种调制传递函数(倾斜调制、流体力学调制、速度聚束调制)的情况下反演海浪斜率谱,并解算得到了海浪参数。将SAR反演的海浪信息与对应的同时空浮标测量值进行对比,结果显示:SAR图像反演得到的海浪参数与浮标测得的数据波长的绝对误差为1.8米,传播方向的绝对误差为11.2°,两者之间误差较小。表明本算法可以在不用解算调制函数的情况下获得比较精确的海浪信息。本文在AIRSAR影像中选取不同的区域进行研究,通过对海浪由开放深水区域传播时结果显示发现,海浪传播时受到外界干扰较小,传播方向和波长变化不大。当海浪从开放的深水区传播到近岸浅水区时,由于受到海岸岬角的折射作用,海浪传播方向与海底等深线之间发生斜交,导致海浪传播时,方向发生了较大变化,符合近岸海浪折射特征。同时海浪受海底地形、海浪折射、海浪反射等外部因素影响较大,导致海浪波长减小。