利用天然源面波信息的微动勘探技术具有简便、快捷、低成本、对观测环境无特殊要求的特点，在实际应用中越来越受到重视。微动勘探技术与其他物探手段相结合，对解决资源勘探领域的采区构造、寻找石油和其它矿产资源方面已显现出其潜在的优势，但由于是利用随机噪声，该方法的精度问题一直受人们关注。基于空间自相关法的微动勘探技术是利用小规模圆形地震仪排列的微动勘探方法。目前用微动勘探技术得到的估算结果精度要低于常规地震勘探方法。综上所述，完善微动勘探方法，探索该方法的优化改善路线，满足地震工程领域勘探工作的精度要求显的尤为重要。针对以上问题，本文展开了对基于空间自相关法的微动勘探技术的研究。根据微动面波波勘探的理论，分别研究了微动数据的预处理和分析，并根据实际信号进行了测试。在此基础上，研究分析了谱估计跟频散曲线计算精度的关系，提出了趋势外推法的谱估计优化方法。研究了层状介质中的微动面波及其频散曲线的正演算法（Knopoff算法），结合不同地层模型讨论分析了对频散曲线产生影响的因素。在正演研究的基础上，研究了微动面波的线性反演方法，对遗传算法和神经网络算法的相关理论进行了深入的研究，分析了算法存在的缺点，然后针对这两种方法的不足之处提出了优化改进策略，并根据正演算法模拟频散曲线的地层模型实现了微动面波反演的计算，提出了遗传算法结合神经网络算法的非线性全局优化方法。最后结合校园内的野外试验，进行了实地探测，验证了对微动勘探技术的研究并针对速度异常区进行了探测实验。