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近年来，随着地震勘探程度的日益提高，勘探目标也日趋复杂，这对我们的成像技术提出了巨大的挑战，迫使地震成像技术朝着适应起伏地表、高陡构造、速度变化剧烈及复杂储层等方向发展。基于双程波动方程的逆时偏移可以处理所有波型，没有角度限制，能够处理速度纵横向变化等情况，是精度最高的一种偏移成像技术。然而，逆时偏移存储需求及I/O负担巨大，偏移剖面假象严重，振幅不保真，分辨率低，对模型依赖性强。在弹性波逆时偏移中，这些问题更加突出，而且还存在波模式之间的串扰假象以及横波极性反转带来的问题。针对这些问题，本文主要做了以下几个方面的工作: 1)、研究并实现了时间域和频率域的弹性波、声波有限差分数值模拟，为后续的速度建模、逆时偏移、最小二乘逆时偏移奠定了基础。 2)、较系统地研究了迭代法全波形反演。首先研究了频率域全波形反演的基本原理和算法流程，分析了初始模型、选频策略、地震数据频带、数据预处理、反演算法等因素对反演结果的影响。然后推导了时间域全波形反演的理论公式，分析了多尺度分解对时间域全波形反演的必要性及意义。 3)、深入研究了声波逆时偏移几种成像条件的优缺点及其原因，提出了修正的激发振幅成像条件，用于解决激发振幅成像条件在复杂构造模型的某些区域所出现的由于振幅紊乱造成的偏移假象。 4)、深入研究了弹性波逆时偏移成像方法。提出了激发势成像条件，用于解决弹性波逆时偏移计算效率低、纵横波之间串扰假象严重这两个问题。之后又提出了矢量纵横波成像方式，较全面地解决弹性波逆时偏移中存在的问题。 5)、深入研究了最小二乘偏移的基本理论，分析了常规偏移算法所存在问题的原因。研究并实现了传统最小二乘逆时偏移算法以及相关型最小二乘逆时偏移算法。