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地面核磁共振（surface nuclear magnetic resonance, SNMR）技术由于其直接、定量、高效探测等优势在水文环境调查、预警灾害水源等领域中有着广泛应用。但在实际应用中，纳伏级别的SNMR信号往往淹没在复杂的环境噪声中难以分离，导致反演出的结果准确度降低。针对这一问题，本文提出了一种基于局部均值分解（local mean decomposition, LMD）的SNMR信号包络提取方法。首先，对含噪SNMR信号的实部包络与虚部包络从高频到低频依次进行分解；进而去除信号中的噪声干扰，提取所需的信号成分；最后合成有效的实部分量与虚部分量获得目标SNMR信号包络。结果表明：LMD算法提取SNMR信号包络获得初始振幅的拟合误差在±4.17%之内，平均横向弛豫时间拟合误差在±5.63%以内，信噪比提高了30.3～37.2 dB。