全波形反演因其可以充分利用地震资料信息,受到广大学者的青睐,成为地球物理勘探的研究热点。全波形反演的结果有较高的分辨率,对于复杂地区地下构造的反演,具有其他反演方法无可比拟的优势。全波形反演通过野外实际资料与模拟记录的差值来构成目标函数,通过多次迭代计算目标函数的极小值来获得需要反演的参数。本文主要对弹性波全波形反演方法展开研究。首先介绍全波形反演的研究现状。由于正演是反演的基础,故对正演模拟的基本方法也进行了简单的回顾。本文利用波动方程正演模拟获得给定介质的正演模拟波场和伴随波场,求取目标函数及其梯度,用共轭梯度法进行模型的迭代更新,获得模型参数。其中应用褶积型目标函数避免实际子波的提取;利用多尺度全波形反演方法提高反演的收敛效果;通过震源编码的方法提高全波形反演的计算效率。本文所采用的震源编码与传统的震源编码方法不同,后者往往存在串扰噪声与观测系统不匹配的问题,而本文利用三角函数的正交性,把不同频率的正弦波作为单独激发的震源,编码成一个超级炮同时模拟,再通过相敏解调技术实现混叠波场的分离,从理论上去除了串扰噪声的影响。该方法不仅能够较大幅度提升全波形反演的计算效率,还具有天然的多尺度效应。通过运用一定的频率选择策略把不同单炮的地震记录分离出来,解决了观测系统不匹配的问题,在确保反演精度的同时提升反演的效率。最后把全波形反演方法应用于实际资料,并用反演得到的速度模型进行偏移成像以测试全波形反演获得的速度模型对提高成像质量的作用。