面波具有低频率、低速度、强能量等特征,在反射地震勘探中面波一般作为干扰波,严重影响中深层有效反射波,压制面波,提高地震信号的信噪比成为地震数据处理的重要步骤之一。本文针对多分量地震数据,提出了多元经验模式分解方法进行地震面波压制。本文分别介绍了经验模式分解(EMD)、多元经验模式分解(MEMD)及噪声辅助多元经验模式分解(NA-MEMD)方法原理和特点,对多元仿真信号进行EMD、MEMD、NA-MEMD方法分解测试。结果表明,EMD方法由于信号的不连续,破坏同一固有模态函数(IMF)物理含义,使IMF分量中存在混叠,不能完全将三个主频信号分离开;MEMD方法利用多分量联合的方法进行信号分离,多分量波形信号在同一尺度上具有波形相似性,使EMD方法中固有模态混叠的现象有所改善;NA-MEMD方法引入了若干独立分量的高斯白噪声,使得仿真信号中的每个主频信号完全分开,该方法适合多分量地震数据提取地震面波。本文采用NA-MEMD方法,对多分量地震数据分别在时间-空间域和频率-空间域进行分解并压制面波。在时间-空间域,逐道分解出多分量地震信号的固有模态(IMF)分量,根据反射波、面波及与噪声的特征频率尺度不同,减去面波存在的IMF分量,利用剩余IMF分量进行信号重新构建来压制面波;在频率-空间域,首先将各道信号傅里叶变换到频率域,并分离信号的实部与虚部,逐个频率在空间方向上进行NA-MEMD方法分解IMF分量,分析反射波和面波的特征波数尺度差异,剔除面波和噪声存在的IMF分量,将剩余IMF分量重构后,再进行傅里叶反变换到时间域,达到压制面波的效果。用本文方法分别对模拟和实际多分量地震数据进行面波压制,并和EMD、F-K滤波和带通滤波方法进行比较,结果证实了噪声辅助的多元经验模式分解方法对地震面波较好地压制,得到信噪比品质较好的地震反射信号。