地震子波提取是地震反演和地震解释的基础,其准确性直接影响后续处理结果。由于子波在传播过程中受到地层吸收作用的影响,会造成高频成分的缺失和相位特征的畸变,使得地震记录具有非平稳性,地震子波是时变的。同时,针对地震子波提取准确性的判别,目前尚无成熟有效的评价方法。因此,本文深入研究了时变子波提取方法及子波提取准确性的评价方法,并完成了以下具有创新性的工作:首先,针对非平稳地震记录中时变地震子波提取较为困难的问题,提出一种基于时频谱模拟和自适应分段相结合的时变地震子波提取方法。首先通过时频域谱模拟方法提取时变子波振幅谱,采用自适应分子分解法提取分段子波相位谱,并将相位延拓至每一点以解决时变子波振幅谱与分段子波相位谱匹配问题,最后将提取的振幅谱与延拓后的相位谱逐点合并,得到时变地震子波。该方法弥补了常规分段方法提取子波的不足,在较大程度上保留了地震子波的时变特性,仿真实验和实际资料处理结果验证了该方法的有效性及可行性。其次,针对时频谱模拟方法中多项式拟合限制了子波振幅谱形态,且时变特征提取受限于分段平稳化假设等问题,提出一种基于时频域二次谱模拟和局部相似度的时变子波提取方法。首先通过时频域二次谱模拟方法逐点提取时变子波振幅谱,通过计算局部地震记录包络与相移道的相似度,逐点获取最优相位,进而拟合高精度的时变地震子波。该方法有效地弥补了多项式谱模拟方法限制子波振幅谱形态的不足,突破了对地震记录分段平稳化的假设,能够逐点提取时变地震子波。数值仿真实验和实际地震资料处理结果表明该方法在充分保留子波时变性的基础上能够更精确地提取时变地震子波。最后,针对地震子波的准确性无法直接衡量以及常用评价准则对噪声敏感的问题,在综合对比常用评价准则抗噪能力的基础上,提出采用基于奇异值分解的评价准则,将反褶积结果的主奇异值成分与Parsimony准则相结合提高评价准则的抗噪性。此外,在该评价准则的基础上提出一种时变地震子波提取准确性评价方法。首先通过提取的时变地震子波得到反褶积结果,结合评价准则对反演结果评价,量化评价时变地震子波的准确性,仿真实验和实际地震资料处理结果验证了该评价方法的有效性和可行性。