地震CT(层析成像)是一种通过已知数据,从而得到地层速度模型的一种重要的物理方法。根据不同的研究目的和需要,既可以利用天然地震也可以借助于人工地震来获得不同深度的地层物性参数图像。初至波三维地震层析成像的三个主要实现技术为:一、地震波初至时刻拾取;二、射线追踪技术;三、层析反演技术。本文提出了一种新的初至拾取算法——相空间地震波初至时刻拾取算法,在实际地震资料的初至拾取中,取得了令人满意的结果。在波前射线追踪这一方面,使用惠更斯射线追踪算法。传统求解射线方程的射线追踪方法虽能求出多值旅行时,但缺乏稳健性。程函方程的有限差分法虽然具有稳健性,但只能计算最小旅行时,因此,该算法将两者的优点结合起来,既具有稳健性又可计算多值旅行时。反演算法采用的LSQR法,通过对实际地震资料的处理,验证了所用方法的正确性和可行性。本文在以下两个方面有新意:提出了一种新的地震波初至时刻拾取的方法——相空间地震波初至拾取算法;将HWT算法应用于反射波旅行时追踪中。