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地震勘探是寻找油气等化石能源的主要手段。地震偏移成像是地震勘探中的关键环节，偏移成像质量的好坏决定了地震勘探的成败。为了得到优质的偏移成像剖面，需要提供尽可能精确的速度模型。速度模型的获得是通过偏移速度建模方法来完成的。目前的偏移速度建模方法大都是非自动或是半自动的，这不仅需要处理经验，更需要耗费大量的人力。为了实现偏移速度建模过程的自动化，本文进行了相关的研究和探索，并取得了如下进展: (1)提出并实现了一套二维地震数据自动偏移速度建模的方法。该方法包括了叠前深度偏移，局部地层倾角自动拾取，共成像点道集自动拉平，射线追踪以及层析速度反演等几大部分。通过算例，证明了方法的有效性和实用性。 (2)采用平移成像条件获得了偏移距域的共成像点道集，通过波数-波数域到波数-角度域的映射关系及波数域到空间域的傅氏反变换将偏移距域的共成像点道集转换成了角度域的共成像点道集。 (3)改进并实现了一种自动拉平方法并将其用于角道集的自动拉平和RMO(Residual Moveout)的自动计算。与传统自动RMO提取方法相比，该方法较好地克服了陷入局部极值的问题，具有更强的抗噪能力和稳定性。 (4)介绍了几种局部地层倾角的自动提取方法，提出一种通过自动拉平求取局部地层倾角的方法。该方法采用LSQR(Least Square QR-factorization)来求解道间竖直相对位移量，从而求取局部地层倾角，计算效率高;另外，该方法将竖直相对位移量的求解转变成一个光滑约束下的反演问题，在求解过程中就已经使得解具有较好的光滑性，这提高了方法的抗噪能力并避免了局部极值问题，提高了结果的准确度。 (5)提出了一种将子波匹配拾取主要地层层位与局部地层倾角自动计算相结合的方法。该方法可以自动地挑选出一些具有可靠局部地层倾角的成像点，有利于提高射线追踪和层析反演的精度和计算效率。 (6)实现了常速度梯度射线追踪方法。通过该方法所得射线路经与理论射线路径相比，二者基本吻合，说明了该方法具有足够的精度，适于后续的层析反演。 (7)实现了慢度误差的层析反演。为增强反演系统的稳定性和抗噪能力，给出了各种约束的表达形式。针对射线覆盖不均问题，对反演施加了射线覆盖率变权重加权约束和光滑约束，改善了反演结果。 (8)为减小地震缺失道对偏移速度建模的影响，需要做地震数据插值重建的预处理工作。论文对传统凸集映射(Projection Onto Convex Sets，POCS)方法进行了改进，得到了半径-斜率域加权反假频POCS插值重建方法。该方法既保留了POCS方法高效易行的优点，又增加了较好的反假频插值重建能力。 为进一步与生产结合，本文方法将应用于内蒙古阿拉善高放废物地质处置备选场址预选及评价研究项目的子课题:目标岩体深部地质结构研究(B)中。