水面船只探测、分类和识别在国防及海上交通等方面中有巨大的应用价值,一直是合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)应用研究的热点之一。本文利用极化SAR的极化信息,运用目标分解理论,分析了多种典型船只的极化SAR散射特征,并发展了一种船只分类的新方法。本文首先运用边缘检测法从SAR图像中提取出船只的轮廓,得到船只像元；然后对SAR船只像元进行极化目标分解,包括Pauli分解、S-D-H分解、S-DB-V分解、Moriyama分解、四组分分解和Cameron分解,提取得到不同分解方法下船只像元的极化散射特征；再根据散射类型之间的内在联系,将各种散射类型归类,然后对船只像元极化散射特征进行融合,得到并分析船只的极化散射特征。基于这一方法采用UAVSAR数据对多种类型船只(医院船、油轮、集装箱船等)进行了散射特征分析,结果表明不同类型船只的散射特征差异较大。因此本文提出了一种极化SAR船只分类新方法。该方法基于融合后的船只像元极化散射特征,将船只分为七大类：导体球散射为主的船只、二面角散射为主的船只、体散射为主的船只、导体球-二面角散射为主的船只、导体球-体散射为主的船只、二面角-体散射为主的船只和混合散射船只。利用这一方法对AIRSAR和SIR-C SAR数据进行了实例研究,结果表明：在所研究的船只中,二面角散射为主的船只最多,其次是导体球散射为主和导体球-二面角散射为主的船只,其它类型的船只所占比重极少。