随着我国油气勘探开发程度的加深，地层-岩性油气藏已经成为我国东西部陆相沉积盆地的主要勘探领域。然而这种油气藏的主要特点是成因复杂、形态隐蔽、类型繁多、纵横向变化大，因此会使油气藏的识别难度加大、勘探风险增高，而且这种油气藏还受到非均质性和储层物性等干扰因素的影响，更是使油气藏的预测与评价变得困难。因此，在资料处理中尽量不损失有效信号的情况下去除干扰；在资料解释中，尽量提取更多的地层细节信息是我们一直追求的目标。　　 在我国一些地区，地表条件复杂，地震勘探得到的资料信噪比较低，各种噪声干扰也比较强，使得部分有效信号完全淹没在这些干扰之中。常规的处理方法可能会出现资料空白区，也不便于解释，因此对低信噪比数据处理方法的研究显得尤其重要。在资料处理中，地震数据的叠前去噪好坏直接影响到以后的相关处理，目前也有很多叠前去噪的方法，但是每种方法都有自己的局限性，这就需要我们不断的提出更多有效的方法。　　 稀疏分解算法是近年来越来越多的学者关注和研究的一个方向，而匹配追踪算法是稀疏分解算法中最为常用的一种算法。这种算法的基本思想是：首先利用一类原子构建一个过完备原子库，然后将信号投影到这个过完备原子库上，提取出最能匹配信号的原子，并用这些原子的线性组合来表示原始信号，实现对信号的稀疏分解。目前，该方法主要应用于信号编码、信号去噪、图像识别等领域，然而在地震勘探领域该方法尚处于初步研究阶段。　　 本文详细介绍了匹配追踪算法的发展现状，同时总结了该算法在地球物理勘探领域的应用现状及存在的一些问题。　　 针对匹配追踪算法在地震领域的应用，本文首先详细阐述了该算法的基本思想，同时引入两种匹配追踪的改进方法，并将其应用于地震数据处理与解释中，最后对方法应用的有效性进行了分析。具体工作与结论如下：　　 1.关于时频原子库，主要介绍了在地震资料处理与解释中常用的Gabor原子，Ricker原子，Morlet原子的相关特征，对比分析了各个原子库的优缺点。Gabor原子库在匹配地震信号时，没有Ricker原子，Morlet原子效果好；Ricker原子匹配地震信号细节部分要比Morlet原子优越，但是相同的地震信号，仅需要相对较少的Morlet原子就可以重构，而需要的Ricker原子数量可能是成倍的。因此，我们可以根据数据处理的需要选取相应的子波原子库。　　 2.介绍了两种改进的匹配追踪算法：快速匹配追踪算法与多道匹配追踪算法。快速匹配追踪是以减少原子库扫描参数个数为核心的一种快速算法，实例证实了该方法确实能够提高算法的运算效率。多道匹配追踪是根据实际情况，提出的一种能够增强重构剖面横向连续性的方法。它是在假设相邻地震道有一定的相关性基础上，引入多道平均的思想，充分利用相邻地震道的信息来参与一道地震道的重构过程。实例证实该算法能够很大程度上改善重构剖面的横向连续性。　　 3.将匹配追踪算法应用于去除面波干扰。由于匹配追踪有很好的时频定位功能，在去除低频阈值内的原子时，一般不会损伤到有效信号。模型实验与实例分析证明了匹配追踪去面波干扰的可行性，但是对资料特征有一定要求，即有效信号频率尽量与面波频率没有混叠现象。　　 4.将MP与传统的时频分析方法对比，证实了MP在时频域的分辨率高于其他传统方法。将MP频谱成像技术应用在薄层地震勘探中，可提高薄层的分辨率；应用在识别油气储层时，通过分频对比，可以识别“低频阴影”，确定油气分布。　　 5.定性及定量分析了匹配追踪算法应用的有效性。论文分别从收敛性，分解的非唯一性，及时频分辨率大小等方面分析了匹配追踪应用的条件，及应用的局限性。