本文主要研究的是利用现代信息获取的主要手段之一—合成孔径雷达(SAR)来反演海面风场，在讨论了传统方法的特点之外，提出了新的风向估计和风速反演模型，并且给出了实验结果。首先，论述了对已知SAR图像进行处理的预操作——数据定标。以ERS-SAR为例演示了数据定标程序，其中也提到了RADARSAT-SAR的区别。介绍了海面SAR图像的特征，以及海浪谱一维谱、二维谱的构造原理，并且比较详细的分析了二维海浪谱与SAR图像谱的关系。介绍了比较常用的利用SAR图像能量谱来判断海面风向的做法。设计了有风驱使情况下的一维海面、二维随机海面，并测算了随机粗糙海面的二维相关长度，用实验结果验证了估计风向的准确性。介绍了风速反演的基础——随机粗糙海面模型，此模型是具有泡沫散射源的风驱海面双尺度随机粗糙海面模型，将泡沫覆盖区域的微波散射看成是离散球形离散粒子和随机双尺度粗糙界面的共同贡献。利用迭代法求解一层球形粒子下垫随机双尺度粗糙边界矢量辐射传输方程，能够求解后向散射系数，双站散射系数等。对于SAR图像反演风场的运用中只利用了它来计算后向散射系数。运用提出的风场反演新方法，利用欧空局ERS/2-SAR图像对中国上海近岸海区海面风场进行研究，根据浮标位置选取了特殊区域，并与常规方法的反演结果以及浮标预报风场作了比较，得到相符的结果，最后得到整幅SAR图像的风场反演结果。最后，为了扩大运用范围，探索性的将提出的方法应用到RADARSAT-SAR图像上，对渤海口附近的海域进行风场反演，也得到比较符合的结果。