本发明公开了一种基于时空分解的船舶轨迹异常检测方法，属于水运交通领域，包括以下步骤：获取AIS数据并预处理；对要进行船舶轨迹异常检测的区域进行区域划分；构建船舶轨迹时空矩阵；对船舶轨迹时空矩阵进行分解，获取作为船舶轨迹异常检测的参考时空矩阵；船舶轨迹异常检测；基于参考时空矩阵，对所需检测的船舶进行异常轨迹判断。本发明依据船舶轨迹构建船舶轨迹时空矩阵，从而将船舶轨迹的时空多维信息完整保留，同时，利用奇异值分解对船舶轨迹时空矩阵进行降维，在保留完整信息的同时极大降低了运算难度，更适用于同时对大量船舶轨迹的异常检测。本发明有助于交通管理部门快速掌握船舶轨迹异常信息，便于及时处置应对海上异常状况。