地震波阻抗反演是地震储层预测的重要方面,压缩感知由于具有高分辨率,低模型依赖优势,在地震信号处理领域中日益成为热门的研究方向。压缩感知在地震波阻抗反演中的应用主要包括基追踪阻抗反演和匹配追踪阻抗反演等,基追踪方法是采用最小化第一范数实现信息重构,匹配追踪方法是采用贪婪算法局部匹配最优化字典实现信号重构。本文首先研究了压缩感知中的匹配追踪和基追踪方法原理。分析了压缩感知相对于传统的数字信号处理方法如傅里叶变换、小波变换的优势。压缩感知不同于传统的数字信号处理技术,它通过构建相应的字典库,实现了使用少量的观测值对原始稀疏信号的表示。并分析压缩感知的基追踪和匹配追踪方法如何应用于地震阻抗反演。以及研究压缩感知中基追踪和匹配追踪方法在地震波阻抗反演应用的关键性因素。其次研究了匹配追踪在地震波阻抗反演的实现方法。分别实现了基于单层(单极子)匹配追踪阻抗反演、基于两层调谐(双极子)匹配追踪阻抗反演、和基于四层调谐(四极子)匹配追踪阻抗反演。根据匹配追踪在实际地震记录分解中存在的不稳定性问题提出:在原子库构建中先确定子波的相位、主频等取值范围。匹配追踪分解策略在原有的地震信号投影到原子库的最大值的基础上考虑原地震信号与匹配合成地震信号的误差值因素。第三,研究了基追踪在地震波阻抗反演中的实现,先后实现了基于单极子和双极子基追踪阻抗反演。为进一步提高多层调谐下的反演分辨率建立了四极子基追踪阻抗反演方法。最后建立相应模型试验分析基追踪的整体一致性优势和匹配追踪的局部最优化优势。分析了匹配追踪阻抗反演和基追踪阻抗反演各自存在的问题。通过综合两种反演方法的各自优势,即首先通过匹配追踪获得各反射层的最佳匹配地震子波,然后基追踪使用匹配追踪已经匹配好的地震子波构建分解的原子库。再使用基于四极子基追踪阻抗反演方法实现地震信息分解,从而得到更高分辨率的各反射层相对反射系数序列并求得各地层波阻抗。