石油资源成为了一个国家的工业血液，关系着国家的国际民生。而现代工业化迅猛发展需要大量石油供给，但不可再生资源需求与资源枯竭已经逐渐成为阻碍世界各国经济进步和社会发展的主要矛盾，因此世界各国对石油地球物理勘探行业的投入越来越大。目前地球物理勘探行业面对的最大的问题是在复杂地质条件下进行勘探，勘探难度随之大幅增加。随着石油地震勘探技术的飞速发展，地震勘探技术将向着高密度、多维化、全波场、高分辨率、超多道等方向发展，这些都要求地球物理探测设备与之相适应。当前石油勘探物理装备最主要特点是地震传感器网络化，其中地震勘探装备中的通信技术就是石油地震勘探仪器网络的关键技术之一，直接决定和制约着整个装备系统的性能。有线地震数据传输因为线缆成本高昂、施工量巨大、设备维护成本高，因此不适合复杂地形作业。无线地震数据传输不需要传输线缆，可以灵活的部署在各种野外恶劣地形，同时不受道数要求的限制，非常适合大规模复杂地形的石油地震勘探。但是石油地震勘探设备的传统无线数据传输一般采用射频通信技术，没有网络技术支撑，不是真正的无线网络传输，传输节点数目有限，传输控制困难。无线传感器网络(Wireless Sensor Networks， WSN)是最新传感器网络技术，集传感器、微电子机械、网络通信、无线通信等最新技术于一体的信息网络，是当代信息网络最热门的研究领域之一，广泛应用于公共安全、军事、智能交通、生态环保等更多工业和民用领域。无线传感器网络具有极强的环境适应性、网络生存周期长、布线灵活，维护方便，设备成本投资低等优势，因此可以应用到石油地震勘探仪器网络的无线数据传输中。但是无线传感器网络存在协议相对复杂、嵌入式节点网络资源有限、节点之间有一定故障率等技术方面的问题，这些因素制约着无线传感器网络在地震勘探装备网络中的数据传输。超光谱成像技术是在多光谱成像技术基础上发展起来的，随着超光谱图像光谱分辨率的提高，超光谱图像数据目前己经成为最重要的遥感数据源。超光谱图像可以获得更多连续地物特性光谱特征和狭窄光谱范围内的隐藏地物特性，因此超光谱图像的遥感技术成为本世纪遥感领域的热门研究方向之一。相对于过去的多光谱图像，高光谱图像不但具有更高的光谱分辨率和空间分辨率，而且具有更宽的波谱范围，提供了更多的地物参考研究数据。超光谱遥感图像可以视为三维图像数据，具有纹理丰富、波段多、光谱分辨率高的特点，可以更广泛应用在地球物理探测等领域。但是超光谱图像的海量数据和较高数据维数是现有通信系统传输和存储将面临的最大问题。传统超光谱图像编码方法，主要采用静态图像压缩方法。静态图像压缩方法主要是针对单幅超光谱图像数据进行压缩，主要去除单波段的空间冗余，但其没有充分利用超光谱图像谱间相关性，因此，压缩性能有限，信噪比不高。本文针对上述问题进行以下研究：(1)根据地震勘探仪器的地震数据传输对通信网络要求和WSN传输性能特点，提出来了一种基于WSN全无线地震勘探仪器网络数据传输方案：在子通信区域内使用WSN网络，采用固定分布和随机分布拓扑结构；在交叉站使用无线局域网(WirelessLocal Area Networks，WLAN)保证网络数据传输带宽的需求。使用无线传感器随机部署思想，直接解决恶劣、复杂地形的地震勘探设备布线困难问题，同时利用WSN网络的自组织和自愈特点，保证地震勘探数据传输的可靠性。(2)为了提高WSN网络的性能，针对无线传感器网络的覆盖、连通和拓扑控制等方面进行研究，从而证明了无线传感器网络节点随机分布的数学模型；将二维无线传感器网络覆盖连通映射为状态突变的渗流理论问题；通过对渗流数学理论分析，建立并证明了无线传感器网络覆盖连通渗流理论模型，确定了无线传感器网络覆盖连通渗流发生的临界节点密度阈值和临界概率的数学表达关系，并通过实验仿真验证了模型的正确性。(3)对WSN广播算法进行研究，本文分析了泛洪广播算法的广播风暴问题，在覆盖连通模型基础上，改进无线传感器网络的传统概率广播算法。本文利用有向天线，使用有向转发，寻找临界转发概率达到广播渗流，从而保证了WSN覆盖连通性和广播效率。通过算法仿真可得出，本文提出算法的报文可达率和端到端平均时延性能明显优于传统的概率广播算法。本文还通过对WSN路由算法进行研究，分析了AODV路由的广播算法的RREQ泛洪广播信息帧过多导致信道争抢、信号碰撞的问题，提出了使用覆盖连通渗流模型广播的AODV改进路由算法，并通过仿真验证改进路由算法在报文可达性以及平均时延性能，优于现有的AODV算法。进一步证明了提出来的基于覆盖连通渗流模型的有向广播算法性能优势。(4)本文通过分析超光谱图像的相关特性，比较超光谱图像空间相关和谱间相关的特点，得出谱间相关性大于空间相关性的结论。根据超光谱图像波段的谱间相关系数，把谱间相关系数高的连续波段作为视频图像序列，使用运动估计和预测残差编码方法去除相邻波段之间的谱间相关性；而对于波段谱间相关性较小的波段，使用单独波段预测编码去除波段内自相关性。通过对AVRIS的超光谱图像标准序列进行测试，在一定的bpp条件下，本文算法的PSNR和压缩性能指标高于JPEG2000。