本发明提供一种基于小波变换低频谱信息的溢油高光谱图像分类方法,该方法包括:高光谱数据处理及三种地物光谱特征初步分析;利用三种地物的光谱特征值生成一维信号,并基于三种地物的ROI(Region of interest,感兴趣区域)基于db4小波基进行ROI内的逐像素的5层小波分解,绘制三种地物的低频小波系数曲线;选择可分性强的波段;对整幅图像进行逐像素的基于db4小波基的5层小波分解,提取可分性强波段的第5层低频小波系数,生成可分性强的低频小波系数图像;实行最大似然法的不同厚度油膜的分类。利用本发明图像分类方法能够充分利用光谱信息,对高光谱图像的光谱信息挖掘充分,使得图像分类效率和分类精度都提高。