在地震勘探资料处理解释中,地震同相轴的准确拾取占居重要地位。准确的同相轴信息能够为地震资料处理和解释工作提供更好的约束条件和指导作用,使结果更精细、可靠。目前发展了多种同相轴自动追踪技术,比如基于相关、倾角和神经网络等方法。但随着勘探难度的增加以及处理对象更趋向于叠前数据集,数据量急剧增大且存在噪音较多、信噪比较低、假频和同相轴交叉等问题。为此本文开展了基于倾角约束的同相轴追踪技术研究,以叠后和叠前数据为研究基础,发展了一套稳定、高效、适应性强的地震同相轴自动追踪技术,并研究其在叠前多炮集多层位追踪中的运用。论文的主要研究内容与成果如下:1、发展了基于数据包络的结构张量算法,一定程度克服常规结构张量的问题,提高了倾角信息估算的高效性和可靠性。针对地震数据存在噪音、假频和同相轴交叉等现象。对数据进行双边滤波等处理,增强其边缘特征并减少随机噪声;再对数据进行包络求取,并在包络数据基础上使用结构张量算法估算倾角信息。包络数据能够有效突出数据低频信息,弱化假频对角度求取的影响。2、形成基于倾角约束的同相轴搜索追踪算法,对叠后和叠前数据有较强的适应性和稳定性。在目标同相轴上选定一个种子点,并将其自动修正为波峰(谷)点。结合倾角信息,获得同相轴的下一个空间点。在该点处选取一定时窗,对窗口范围内的点进行相似度等特征提取,自动获得最佳匹配点作为最终层位点。倾角约束可有效地减小时窗范围,进而提高了计算的效率。同时,约束优选条件的加入使追踪结果更加可信和可靠。与基于波形相似和相干自动追踪技术在叠后剖面和叠前炮集上的追踪结果进行对比,验证了该方法在自动追踪同相轴上的稳定性和适应性。3、针对叠前炮集设计了多炮多层自动追踪策略,并将追踪的走时信息用于层析反演,证明了该方法追踪的走时的可靠性。先将在目标同相轴的零偏移距剖面上给定几个种子点,自动追踪该偏移距上的同相轴,并将追踪结果作为所有单炮道集的种子点。最后基于这些种子点,自动地实现所有单炮道集的同相轴追踪。这样使追踪过程更智能化、降低了人工成本。将追踪结果与理论结果对比,验证了追踪结果的可靠性。并将获取的所有炮集的反射波走时信息用于叠前反射波走时层析反演,估计了地下速度参数。