X波段导航雷达海面回波数据的采集过程中存在着很多实际问题,包括数据中存在噪声,沿某一扫描方向的数据丢失等。这些问题对后期利用数据来反演各种海态参数存在很大影响,直接影响了参数估计的精度。因此,本文针对以上问题进行了对原始数据的预处理研究。首先,因为X波段雷达回波图像与传统的图像在空间分布上存在很大的不同,所以,根据海面X波段雷达回波图像数据的时空特点,本文提出了一种新的去噪方法。该方法利用线检测对雷达图像中的射线状噪声进行分离,然后针对这种特殊的噪声形式提出一种阈值分割的方法,最后在极坐标下针对噪声点进行插值修复。实验表明,与传统的均值滤波和中值滤波等方法相比,新方法无论在主观视觉还是信噪比方面,都有了一定改进,图像保留了更多的细节信息,具有较好的去噪效果。然后,本文研究了一种基于多幅图像的数据修复算法。在所掌握的数据比较充分的时候,为了保证所修复数据的精度,在图像修复过程中可以考虑引入时间相关性的影响。本文研究了传统的运动估计方法,采用在小波域运动估计的方法查找在时间序列上的匹配块,并在修复的过程中引入这些查找到的匹配块的影响。实验表明,该方法对原始数据有了很好的逼近,保证了修复后数据的精度。最后,本文对原始的图像数据进行了几何变换,还原了真实的扫描空间分布,对非整数网格点使用反距离加权法插值,最终完成了图像的可视化。