在瑞雷波勘探中,数据数字处理占有非常重要的地位,直接影响到地层的解释效果,因此使用精确可靠的处理软件与采取行之有效的处理方法在瑞雷波勘探中具有重要的理论与实际意义。以往提取瑞雷波频散曲线使用一维相位差分析方法,这种方法要求道间距应不大于有效波长,且极小的相位误差都会引起瑞雷波相速度发生较大的变化。频散曲线反演通常使用的阻尼最小二乘法是局部线性化方法,易导致反演无法找到目标函数的全局最优解。本文研究频率-波数域频散曲线提取以及全局非线性遗传算法反演的相关技术和算法,结合瑞雷波数据各阶模态与采集参数特点对各域的影响及作用,最终完成瑞雷波勘探数据的处理软件设计和处理技术研究。首先,介绍了瑞雷波方法的理论基础,这也是后续研究中各个处理环节的理论基础。证明了层状介质中瑞雷波存在频散现象。其次,针对瑞雷波的频散曲线进行了大量的研究。其中,主要研究了在频率-波数域中提取频散曲线,通过试验表明这种方法克服了一维数字处理技术存在的不足,充分利用了多道瑞雷波数据记录信息;还研究了全局非线性遗传算法,理论数据反演表明其反演不易陷入局部最优解中。再次,举例说明了空间-时间域中瑞雷波各阶模态的曲线特征,并论证它们对频散曲线提取的影响。研究了时窗切除、采集到排列、道间隔等对频率-波数域能量谱的影响和作用。演示了速度-深度域中各频散曲线形状及反演初始模型设置方法。还介绍了遗传算法反演参数设置对反演的影响。最后,利用瑞雷波勘探数据数字处理实例介绍了本文设计软件的使用方法以及各个环节的处理技术要点。其中包括数据浏览、排列参数设置、频散曲线拾取、地层及横波速度反演和横波速度剖面生成等。结果表明,软件的用户界面友好,人机交互和图形化功能出色,频率-波数域中提取频散曲线和全局非线性遗传算法的数据计算非常精确,可以得到进一步推广。