海上水平拖缆、海底地震仪(Ocean Bottom Seismograph,简称OBS)、海底电缆(Ocean Bottom Cable,简称OBC)和垂直缆(Vertical Cable)等地震观测设备在海洋油气勘探、水下目标探测、水下灾害监测等领域各有优势。将其中的两种或两种以上联合使用,组成立体观测系统,可以全天候、实时观测,可以真正实现地下三维成像和四维勘探。具有高信噪比、高分辨率、多分量采集、高效率作业等优点。而Radon变换在地震资料处理中有较为广泛的应用,因此,研究Radon变换在立体观测数据处理中的应用具有重要意义。本文首先分析了立体观测技术中海底电缆、OBS、垂直缆的技术特点和地震波场特征,并拾取了OBS资料上相关地震震相。介绍了Radon变换的基本原理和频率域高分辨率Radon变换的推导方法,分析了Radon变换的端点效应和截断效应,通过Radon正反变换实现了地震数据重构。海底是一个重要的固、液分界面,海底面附近可以产生多种类型波,数值模拟结果显示了斯通利波和海底滑行波的存在,从模拟的波场快照和地震记录上拾取了斯通利波和海底滑行波。结合地震波动力学理论分析了斯通利波和海底滑行波的性质和运动规律。通过控制变量法探究了海底电缆和OBS观测中斯通利波能量强弱与海底以下固体弹性介质物性参数、激发距离的关系,通过Radon变换分离波场,统计海底波场中各种波的能量,给出了斯通利波能量与直达波能量比值与激发距离的定性变化曲线。数值模拟了深拖震源OBC地震记录,通过部分动校正和Radon正反变换切除了地震记录上能量较强的斯通利波、直达波、海底滑行波及鬼波,总结了深拖震源OBC数据中Radon变换应用方法。最后,利用Radon变换压制了水平拖缆模拟记录中的一次多次波和二次多次波。根据立体观测技术的特点,构建了水平介质和倾斜介质模型,并进行垂直缆模拟观测,获得了相应的地震记录。通过Radon正变换将地震数据变换到Radon域,上、下行波能量在Radon域得到了很好地分离,切除上(下)行波能量,再反变换到数据域,得到了分离后的下(上)行波,得到了较好的应用效果。验证了Radon变换在立体观测数据处理的有效性。