目前,微地震监测技术在非常规油气藏勘探开发方面起着非常重要的作用,这使得微地震压裂监测技术已经成为一种热门的地球物理技术,具有更加广阔的发展前景。近几年来,地面微地震监测得到越来越多的关注。地面微地震监测具有采集成本低、检波器埋置更加灵活、更广的方位角覆盖范围等优点,加上检波器性能的提升以及地面微地震技术的发展,使得地面微地震监测技术获得越来越多的认可。本文主要研究了地面微地震资料处理中的几种重要步骤,如地面微地震资料的噪声压制、微地震事件自动拾取、地面微地震事件的自动定位,并对地面微地震震源机制反演进行了探索性研究。地面微地震监测数据的一个主要特点就是信噪比低,有效信号的能量较弱,噪声的能量较强且噪声的类型丰富。所以噪声压制是地面微地震资料处理中必不可少的一个步骤。常规的噪声压制方法利用信号和噪声在时间域、空间域、频率域等、时频域、频率空间域等变换域中的差异性来压制噪声。本文在多尺度形态学理论的基础上,发展了一种改进的多尺度形态学去噪方法。常规的多尺度形态学在压制噪声过程中需要人为识别出多尺度剖面上有效信号的分布情况,而地面微地震资料中的噪声复杂多样,有效信号和噪声在多尺度剖面上的分布也很难找出特定的规律。STA/LTA方法是微地震信号识别中常用的方法,由于易于实现、识别效率高等优势得到广泛应用。本文将STA/LTA方法与多尺度形态学结合在一起,解决了多尺度剖面上需要人为识别有效信号的困难,实现了自动的多尺度形态学去噪过程。对于地面微地震资料来说,虽然通过噪声压制可以很大程度上提高信噪比,但是由于微地震信号本身就很微弱,传播到地面能够被检波器采集到的微地震信号一方面能量很弱,另一方面数量很少。对于大量连续的地面微地震记录来说,能够自动地并且快速准确地识别出有效信号一直以来都是一个难题。本文在多尺度形态学理论的基础上,发展了一种基于多尺度形态学的特征函数方法。该方法结合互相关技术,能够在多尺度剖面上准确地识别出有效信号的成分,从而最终实现地面微地震信号的自动识别。识别出的微地震事件需要进行准确地定位才能实现微地震监测的目的,所以说地面微地震定位是地面微地震资料处理中最关键的部分。由于地面微地震资料的信噪比低,难以获得准确的速度模型等问题,导致地面微地震定位精度较低。对此,本文研究了一系列基于局部等效路径的定位方法,包括基本的局部等效路径方法,迭代的局部等效路径方法以及经过校准的迭代局部等效路径方法。基本的局部等效路径方法是基于这样的理论:相邻的两个事件到同一个接收点的传播路径在近地表具有较高的相似性。这样就可以使用主事件的路径替换目标事件的路径,提高定位的精度。迭代的局部等效路径方法可以有效消除替换路径带来的定位误差。而经过校准的迭代局部等效路径方法能够在很大程度上减少定位结果对速度模型的依赖性,并且具有自动化程度高,噪声鲁棒性好,耗时短等优点。本文提出的定位方法可以推广到天然地震、火山地震等根据信号旅行时进行定位的领域。在推导有限差分格式中矩张量震源加载方式的基础上,提出并解释了单位力偶的波场函数的概念,然后通过该函数改进了基于波动方程的震源机制反演方法,最后对改进的方法使用模拟数据进行了验证。