近年来随着地震勘探技术的不断发展和对资源需求的日益增加,使得对地震资料的信号处理要求向着高效率、高精度、高分辨率的方向发展。本文结合国家自然基金课题“可控震源匹配扫描方法与技术研究”,以压制地震信号中的面波干扰为目的,对近年来逐渐兴起的分数阶傅里叶变换基本理论进行了研究,提出了基于分数阶傅里叶变换压制地震面波的有效方法。本文所做工作如下:1)研究了分数阶傅里叶变换的基本理论、典型性质及其快速算法。进一步研究了分数阶傅里叶变换在信号处理领域的应用。2)深入研究了面波的分类、形成原因和传播规律,分析了其在地震记录上的特征。3)针对面波的特性研究了分数阶傅里叶变换滤波与干扰分离及滤波器设计原理,提出了基于分数阶傅里叶变换的整体法和分割法处理实际地震数据,通过对滤波参数的优化和方法的不断完善,滤波后的炮集记录达到了压制面波、提取有效波的效果。4)对比了分数阶傅里叶变换法和二维小波变换法压制面波的效果,验证了基于分数阶傅里叶变换法处理面波的可行性。本文拓展了分数阶傅里叶变换在地震信号处理领域的应用,为利用分数阶傅里叶变换处理地震信号提供了一种可行的方法,为获得高分辨率、高精度的地震勘探效果创造了有利条件。