地震勘探是获取地下地质构造,寻找地下油气资源的有效手段,随着油气资源的进一步紧缺,对地震资料的质量要求越来越高。然而在勘探领域逐步向地表条件复杂的黄土塬和灰岩出露区等地区延伸的过程中,传统采集方法难以获得高品质地震记录的问题突显出来；对于传统的海洋地震勘探,震源端鬼波造成的频率域陷波效应,给后续的数据处理和解释同样带来了很大的困难。结合目前所用的检波器性能以及稳定性的差异,本文提出了利用匹配滤波方法对不同检波器采集到数据进行处理的思路。基于高灵敏度数据的分频匹配滤波方法既保留了常规检波器数据的低频端优势,又补偿了其高频响应。同时改善了数据的信噪比而利用压电匹配滤波技术将压电检波器数据的频带优势匹配到常规数据中,一方面拓宽了地震资料的频带宽度,提高了地震资料的分辨率,另一方面避免了压电检波器大规模使用带来的不稳定性问题。海洋地震勘探中,鬼波的存在严重制约了高分辨率地震勘探技术的发展,为此提出了利用深度变化造成的陷波多样性来压制鬼波造成的陷波效应的方法。通过气泡震荡衰减因子和周期震荡校正因子等完善了Johnson气泡震荡理论模型,使理论模拟与实测资料更加吻合。利用改进的Johnson气泡震荡模型组合得到了立体震源,考虑到由于鬼波被压制导致常规水平震源的评价参数,如初泡比、峰峰值等不再适用,构造了以实际远场子波与期望子波(不受鬼波影响)的频谱归一化平方误差NSE为目标函数,以深度、气枪容量、子阵数量和排列组合等为影响因子的最优化问题,最终得到了设计立体震源的一般规律,并且对比发现立体震源相比较水平震源具有方向性和稳定性的优势。创新性地提出了水平子阵倾斜构造多深度倾斜震源,通过对不同深度处的单枪或者相干枪延时激发实现对鬼波的更好压制。以归一化平方误差NSE为评价标准系统研究了气枪之间深度间隔、气枪组合次序和子阵数量对于鬼波压制效果的影响,并提出利用倾斜震源更好压制气泡效应的方法。在方向性和稳定性方面的对比更加突出了倾斜震源相比水平震源的优势。