随着地震勘探目标的精细化和复杂化,采集到的宽方位和长偏移距地震数据越来越多,各向异性对地震波传播、反演和成像的影响变得不可忽略。采用各向同性算法来处理各向异性地震数据,会造成绕射波收敛不完全和反射波归位不准确等问题,进而影响后续的速度分析和储层预测。因此,需要根据观测系统特性,在偏移成像和层析反演时合理考虑各向异性的影响。对于构造成像而言,目前的主要研究对象是沉积地层中的各向异性,也就是所谓的横向各向异性介质（TI介质）,主要包括VTI介质（垂直对称轴）和TTI介质（倾斜对称轴）。高斯束逆时偏移是一种兼具高斯束偏移灵活、高效和逆时偏移高精度的深度域成像算法,具有面向目标成像的能力。本文通过引入各向异性射线追踪算法,研究了TI介质中的高斯束逆时偏移方法,主要工作包括:1、介绍了高斯束基本理论,并通过与标准格林函数对比,验证了采用高斯束叠加积分构建格林函数的准确性和适用性;对比分析了基于弹性参数和基于相速度的各向异性射线追踪算法,明确了后者在计算效率和适用性方面的优势;根据地震波的矢量特性,在震源点和检波点采用不同类型的波进行射线追踪,发展了一种基于相速度的各向异性弹性波射线追踪算法;2、基于Kirchhoff积分,采用高斯束表征的格林函数渐近式构建了正反向延拓波场,提出了一种更为高效的TI介质高斯束逆时偏移算法;从互相关和反褶积成像条件出发,分别推导了角度域和炮域的TI介质保幅高斯束逆时偏移成像公式;基于地震波矢量特性,将基于相速度的各向异性弹性波射线追踪算法和弹性波高斯束逆时偏移相结合,提出了一种高效的TI介质弹性波高斯束逆时偏移方法;通过选取合适的束算子,将聚焦束思想和高斯束逆时偏移相结合,实现了TI介质聚焦束逆时偏移算法。最后通过相应的模型和实际资料试算对方法的正确性和有效性进行了验证;3、角度域共成像点道集作为一种没有假象的道集,不仅可以用于分角度叠加成像,提高成像质量,而且能够为偏移速度分析提供有力支撑。本文结合高斯束求解时的实值走时信息,推导了TI介质中慢度与传播角度的转化关系,进而实现了一种精确、高效的角度域共成像道集提取方法。随后通过模型和实际资料测试验证了方法的可行性和适用性;4、对于各向异性高斯束逆时偏移算法,初始波束宽度、射线参数间隔和频带范围等关键偏移参数的选取,不仅影响着计算效率,而且决定着最终成像质量。本文分析讨论了上述关键参数的选取准则,并通过数值测试验证了其必要性。为了进一步提高计算效率,在传播方向上考虑各向异性的影响,沿着相速度矢量的方向求解高斯束振幅,对各向异性动力学射线追踪方程组的相关系数进行了优化;同时根据高斯束的基本性质,通过最近点搜索法和递归算法来进一步降低计算量。