波动方程叠前深度偏移是复杂构造成像的最有效手段,它不仅能解决陡倾角反射层的成像问题,还能处理横向变速介质中的波的传播和成像问题。传统偏移方法是逐炮进行外推成像,受单炮偏移孔径的限制,通常需要许多炮偏移叠加才能达到好的成像效果,这就会增加计算量。此外,共炮点道集数据叠前深度偏移成像在波的传播过程中缺少如射线方法那样的方向性。随着地震数据分析、处理技术的日益完善,对于复杂介质下的细微目标结构的成像日益受到重视,研究分析影响这些目标结构成像的因素,以更有针对性的进行面向目标的采集和成像,成为研究的热点。本文根据分步傅里叶传播算子的结构,把算子的框架展开方法用于分步傅里叶传播中的相移算子,使它从一个空间全局性的相移算子转为一个具有空间局部性的局部相移算子,同时引入一个窗口时移算子,进而得到一个具有局部性的分步傅里叶传播算子。局部分步傅里叶传播算子克服了分步傅里叶传播算子的不足,提高了在速度强横向变化介质中的计算精度,并保持了分步傅里叶算子计算效率高的特点。此传播算子是由相空间-频率域的相移算子和空间-频率域的窗口时移算子两部分组成,与波数-频率域的空间全局性相移算子不同,相空间-频率域的相移算子具有很好的空间局部性。通过对G-D框架波场分解推广,将点源分解成平面波。波场平面波分解可以用线性时差校正并沿偏移距轴叠加来完成,对不同p值倾斜叠加,产生倾斜叠加道集的过程在数学上为线性Radon变换的过程。平面波偏移过程是将地震测线上一列单炮记录的球面波分解成一系列具有不同射线传播参数的平面波,其波场深度外推算子以及成像条件与单炮偏移是相同的。平面波具有全局方向性,相对逐炮偏移而言,平面波偏移成像的结果是可以与其相比拟的,并有很高的计算效率。平面波成像过程中自然产生的射线参数域角度域共成像点道集,这可以用来进行偏移速度更新或为AVA/AVO分析提供可靠的研究资料。