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地震勘探目标日趋复杂化和精细化，＂两宽一高＂等采集技术获得了广泛应用，从而导致当前地震数据采集周期越来越长、成本越来越高，如何解决日益增长的勘探成本问题成为当前地震采集领域的研究热点之一.针对上述问题，本文首先开展了基于稀疏性的地震数据高效采集方法理论研究，对地震数据稀疏性基本理论、稀疏约束下随机采样及其数据重建方法进行了深入探讨，提出使用改进的分段随机采样方法灵活地进行实际地震采集测网设计；详细阐述了多源地震激发方法，对多源地震数据分离方法开展了深入研究，提出了基于小窗口中值滤波与稀疏约束联合随机去噪的