裂缝及断层作为常见的地质构造,是石油、天然气等地质资源重要的运输通道与存储空间,对其精确描述在资源勘探的前、中、后期都有着十分重要的意义。由于地质情况的复杂性,采集的地震数据分辨率通常较低,且裂缝及断层解释易受主观认知因素的影响,传统的裂缝及断层解释方法精度和可靠性都不高。地震相干体技术是一种常见的地震属性体增强技术,通过对三维地震数据局部邻域的相似性分析,实现对地震数据中的裂缝及断层的增强显示。截止到目前,地震相干体算法已经发展到了第三代,其中第一代与第二代采用互相关算法计算相似性,第三代则采用对裂缝更敏感的本征值分解的方法。基于地震相干体数据的裂缝及断层检测是地震资料解释、三维裂缝及断层模型构建的关键步骤,也是国内外研究的热点。本文依托横向科研项目,结合图像处理中的边缘检测技术,针对相干数据裂缝及断层自动检测的算法、原理展开研究。本文的主要研究工作如下:(1)研究了地震曲率体、方差体以及相干体算法的原理,分析了第一代、第二代、第三代地震相干体算法的区别与联系,给出了它们的适用条件。(2)分析了地震相干体数据的噪声特点,研究了对裂缝及断层具有保护作用的去噪方法,通过实验对比了它们之间的区别与联系,分析了各向异性扩散滤波在地震相干体数据裂缝及断层检测中的作用。(3)研究了基于Hessian矩阵的裂缝及断层检测理论,针对Jerman滤波中噪声抑制不足、对裂缝及断层增强效果较差的问题,引入Frangi算子中的噪声压制模块与线状结构增强模块,提升了裂缝及断层在低信噪比数据中的增强效果。(4)针对地震数据中裂缝对比度较低,常规的基于空间域的检测方法容易漏检的问题,引入了基于相位一致性的裂缝及断层检测方法,通过融合Hessian矩阵与相位一致性的裂缝及断层检测结果,有效降低了裂缝及断层漏检的情况。(5)研究了形态学与骨架细化算法,分析了裂缝及断层线的结构特点,针对裂缝及断层线中存在较多毛刺的问题,提出了基于形态学分析的毛刺消除算法,提升了裂缝及断层线的连续性与定位精度,加强了检测结果的地质意义。通过多个地区实际地震资料的处理测试,验证了本文方法的有效性和可行性。