一种基于虚拟仪器的天然源面波采集系统，包括采集设备和计算机。信号采集设备硬件由检波器、一级放大器、下拉电阻、数据采集卡、电源模块和USB接口组成；采集设备连接外接电源，外接电源与电源模块电性连接；计算机与采集设备信号传递连接。计算机内部设有信号采集子系统与信号处理模块，信号采集子系统用于参数设置、采集控制及数据输入输出；信号处理模块用于对信号进行滤波、数据处理、反演和结果输出。本实用新型中，通过采集得到微动的幅频特性，提取微动中包含的面波的频散曲线，进而进行一维正反演，对工作区域做出定性和定量解释，能在采集天然源面波的振动信号的同时，获得并显示天然源面波频散曲线。