近年来,随着城市建设进程加快,促进了工程勘探的应用和快速发展。工程勘探中的目标体一般较浅,地质情况较复杂,因此要求有精确的方法来模拟真实地下波场的传播规律,以便更好地了解浅层地质体的特征。为了提高地震波数值模拟精度,在前人工作的基础上,本文采用了时间二阶、空间十阶的高阶有限差分方法,来进行数值模拟及波场特征分析。在工程勘探中,地下介质可以近似看成是完全弹性和各向同性的。文中首先介绍了地震波数值模拟的理论方法及高阶有限差分法在其中的应用,然后针对完全弹性和各向同性介质中的声波和弹性波的一阶速度—应力方程,利用交错网格技术,通过Taylor展开和有限差分,详细推导出了它们的高阶差分格式；对工程上常遇到的地质模型,分别用声波和弹性波进行数值模拟,从模拟得到的波场快照和炮记录中分析地震波在地下介质中的反射、折射、透射、绕射以及能量的衰减等运动学和动力学的各种特征。结果表明：交错网格高阶有限差分波场数值模拟具有较高的精度,计算速度快,基本能满足工程上的需要。在文章的最后部分,结合实际地质情况,建立理论模型,利用文中推导的模拟方法对该模型进行正演,得出地震波在地下地质体中的传播情况,与采集资料作对比分析,了解折射波、反射波、绕射波等的概况,再对实际资料进行处理,以达到提高解释精度的目的。