本发明属于地球物理勘探信号处理技术领域，涉及一种基于局部相似系数的三维地震数据多次波压制方法，是在常规的三维表面相关多次波压制技术的基础上，计算联络测线多次波贡献道集与Radon变换结果局部相似系数谱，根据相似系数差异构建加权阈值算子，利用原始数据与加权阈值算子的克罗内克积，确定稳相叠加空间，采用菲涅尔空间的叠加代替多次波联络测线的直接求和过程，实现三维海洋地震数据的高分辨率多次波预测方法，常规方法产生的空间假频得到有效压制，使得多次波预测的更加准确，提高了多次波压制的精度与准确度，为地震数据处理的后续处理与解释带来了诸多便利。