在地震资料处理与解释领域,信号的稀疏表示近年来越来越引起人们的关注。理想的信号分解方式应该根据信号的特点,自适应选择基函数来分解信号,这对于具有时域和频域局部化特征的地震信号来说尤其重要。Mallat等人提出的匹配追踪算法(MP)正是具有此优点的信号分解方法,该算法通过创建超完备时频原子库,将信号在时频原子库中进行展开,从而实现信号的自适应分解。　　 匹配追踪算法庞大的计算量一直制约着其广泛应用,本文在三参数动态快速匹配追踪算法的基础上,通过在复数域求解时频原子的振幅和相位,将时频原子库的控制参数个数减少为两个,使匹配追踪的算法效率进一步提高。根据提出的两参数动态快速匹配追踪的算法特点,借助于并行计算机和并行计算语言,本文进一步设计了基于CUDA和基于MPI的两种匹配追踪并行分解模型,为匹配追踪算法的并行计算迈出了探索性的一步。　　 对非平稳信号进行时频分析是匹配追踪分解的一个重要应用。本文针对传统的匹配追踪Wigner-Ville分布的缺点,提出了一种新的匹配追踪时频表征计算方法,在保证精度的前提下,可以得到振幅和相位等多种时频谱信息,并且通过在Morlet小波中引入调节参数,可以使匹配追踪时频分布的时间分辨率和频率分辨率分别可调,进一步满足了解决实际问题的需要。此外,逆匹配追踪算法的提出使匹配追踪时频分析方法具有了从时频分布反变换得到原始信号的性质,为匹配追踪技术在地震信号分析中的应用开辟了更广阔的空间。　　 最后,本文将匹配追踪时频分析方法应用于地震谱分解技术中,在薄储层的解释中展示了其优势,结合主成分分析技术以及高亮属性等瞬时谱分量的优化方法,建立了一套完善的针对薄储层的瞬时谱解释技术,并在三角洲砂岩尖灭线识别的实际工区应用中取得了良好的效果。