介绍了基于压缩感知的非规则观测系统设计以及在中国西部沙漠地区实现的第一块基于压缩感知的地震数据采集。在进行压缩感知观测系统设计时采用贪心序贯算法,以逐点增加的方式确定检波点与炮点的位置并构建观测矩阵,按照观测矩阵与稀疏变换矩阵的不相关性来确定观测系统,然后利用确定的观测系统,基于探区的速度模型进行正演模拟,以验证观测系统的有效性,从而确定最终的观测系统。针对中国西部沙漠试验区的具体情况设计了块状非规则(随机)采样观测系统,纵横向检波点在一定约束条件下不均匀分布、激发点近于随机不规则分布。首次采用可控震源进行了数据采集,获得了1760炮的地震数据。通过数据重建,得到了4倍密度(7.5m×7.5m的面元)数据体,偏移成像后的地震剖面品质比常规剖面(15m×15m)明显提高。与规则高密度采集相比,此次基于压缩感知的地震数据采集虽然检波点、炮点大幅度减少,但重建后的高密度规则数据的偏移成像质量有了明显提高。该稀疏采集试验不仅为后续高密度数据重建研究提供了宝贵的实际资料和应用经验,而且对于东部复杂障碍区的地震数据采集也具有借鉴意义。采用"节点仪器+压缩感知+可控震源"的采集方式,将是一种最佳组合,会取得更高的效益和更好的效果。