目前，我国东部多数油田已经进入了勘探开发后期，勘探难度越来越大，勘探对象越来越隐蔽。在这些地方开展地震勘探不可避免地要遇到许多困难，例如，在南阳油田的泌阳凹陷，油气勘探、开发已有几十年的历史，区内油井星罗密布，采油机昼夜不停地工作，312国道在区内贯穿而过，车辆来往不息，房屋等建筑物逐年增多，这些因素无疑要对地震勘探造成很大的影响。另一方面，泌阳凹陷南深北浅，储层较薄，地震勘探难度大等特点。上述客观因素造成了地震资料的信噪比和分辨率不高，从而影响了油气勘探解释精度，然而我们也只有通过数据处理的方法来改善资料的信噪比和分辨率。 提高地震信号的分辨率是地震勘探所要解决的一项主要任务，而提高地震信号的信噪比是提高地震信号分辨率的先决条件。要提高地震资料的信噪比，需要去除地震资料中的随机噪声和相干噪声。相干噪声一般在时间上的出现具有规律性，有明显的运动学特征，可以有针对性地加以衰减。随机噪声没有统一的规律，在整张记录上随机出现，比较难以去除。本论文的研究工作主要是围绕如何利用小波分析和高阶统计量两种现代信号分析工具提高地震勘探分辨率的问题进行了研究。在研究中论文提出了小波域与高阶统计量联合处理的方法，提高地震资料处理的精度。 论文首先论述了小波与高阶统计量方法联合进行地震资料处理与解释的意义，并对小波变换与高阶统计量的发展现状做了较为详细的介绍。 介绍了小波分析的基本理论，并对地震资料中噪声的特点及形成原因进行了系统介绍，针对各种噪声的特点还介绍了目前使用的地震信号去噪方法及其优缺点，系统阐述了常规的小波变换模极大值去噪方法、小波域软硬阈值去噪方法以及小波域相关阈值方法。由于小波变换后各尺度上的信号频率有一定的差别，高尺度的某一系数是低尺度某一区域上系数传播而来，考虑到地震波形在时间上的延续性以及信号在同一尺度上细节和逼近时间延续度差别不大的特点，提出了小波相关阈值去噪的改进方法。通过模型实例的比较，该方法的稳定性明显高于其它小波处理方法，特别是信噪比较低的情况，而且有更好的去噪处理效果，对信号保真度好，基本不会使有效信号发生畸变。 介绍了高阶统计量的基本理论及其在地震勘探数字处理解释中的应用。根据高阶统计量的优点，论文对传统的初至拾取方法进行了改进，提出了基于三重相关的初至拾取方法，通过模型试验表明新方法有很强的抗噪能力。论文还探讨了高阶统计量在高频恢复、时频分析方面的方法技术及应用。 提出了基于高阶统计量的小波域闽值去噪方法，该方法在地球物理数据处理中尚未见报道。基于高阶统计量的小波域阈值去噪方法是利用小波函数和信号的三重相关系数来替代小波系数计算阈值，理论和实际资料试验表明，在低信噪比地震剖面上，该方法比传统小波阈值去噪方法能够更好的保留有效信号。论文对南阳油田泌阳凹陷的实际地震资料进行小波域与高阶统计量的联合处理解释。针对叠前资料噪声的特点，论文将一维、二维小波变换去噪方法与 F—K 滤波方法相结合对原始炮记录进行面波、工频干扰、随机干扰的压制处理，获得较好的效果，对叠后资料处理采用基于高阶统计量的小波阈值去噪方法压制随机噪声，提高了地震资料的成像效果，且不影响其分辨率。 最后，论文总结了所做的全部工作，指出了论文还存在的一些问题以及今后继续研究的方向和内容。