宽角反射/折射地震方法是探测壳幔精细结构的重要手段，它充分利用地震资料所携带的壳幔内部多种反射、折射震相信息重建地壳和上地幔地震波速度结构。该方法被广泛应用于大陆地壳的造山带和盆地及其结合带，通过不同构造域壳幔几何结构与速度分布特征，为大陆地壳演化、典型构造域的动力学研究，甚至矿产资源、油气的勘探开发提供深部的约束和证据。随着人们对深部结构分辨率需求的提高和观测技术的发展，传统的宽角资料处理和解释方法逐渐受到以下严峻挑战:　　(1)面向盆山耦合区的矿产资源勘探和地球动力学研究日渐深入，剧烈起伏的地形变化对高精度探测带来极大挑战。当前地震探测的主要区域已逐渐由平原转向山区和盆山结合带，传统基于平缓构造探测的方法在处理复杂地表区域采集的地震数据时受到很大限制，强烈起伏的地形常常会造成传统成像方法精度的损失甚至成像的失真。　　(2)严重的广角效应给地壳速度和界面结构成像带来明显误差。随着观测排列长度（观测距离）的不断增加，宽角地震资料包含了越来越多的超临界角的广角反射信息，相对于临界角之内的反射信息存在着显著广角效应，如振幅突然放大、相移、波形畸变等现象，这样势必会导致地壳速度分析和界面成像结果的误差和失真。　　鉴于发展起伏地形条件下高精度走时层析成像方法的需要，本论文旨在发展和完善一套对起伏地形观测的地震资料高精度处理和解释的方法。通过引入地形“平化”的思想，在与地形有关的程函方程计算了初至波走时场的基础之上，给出了在起伏地形条件下反射波射线路径及反射波走时计算的方法。将该方法与反投影反演方法相结合，发展了起伏地表条件下单独利用反射波走时数据层析成像方法，以及联合初至波和反射波走时数据构建地壳精细速度结构的层析成像方法。数值算例验证了新发展的反射波层析成像方法和初至波/反射波走时联合层析成像方法的可靠性和有效性。　　鉴于长排列地震道接收给宽角地震数据带来的超临界角广角效应问题，本文定量推导了广角效应引起时移和振幅变化的解析表达式，通过构造典型地壳模型研究广角地震波场特征，对广角地震波场走时进行标定和射线追踪计算，分析研究广角效应对地震波形和走时拾取的影响。分析认为，对实际地震资料进行广角效应校正可在很大程度上提高地球内部结构成像的精确性，有助于重建得到更准确可靠的地球内部结构图像。　　本文将发展的新方法应用到具有强烈起伏地形变化的龙门山断裂带及其附近地区，利用宽角地震数据走时反演获得了高精度的上地壳速度结构和界面形态。成像结果显示，测线西部松潘甘孜复理石沉积层的厚度由东往西逐渐加深，而测线东部四川盆地近地表整体表现为明显低速异常，且龙门山山前盆地显示出压扭形态，沉积厚度可达到5km以上，这可能与龙门山断裂带以西向上逆冲的松甘地体及其经受的剥蚀作用有关。基底层速度结构横向变化剧烈，可能意味着龙门山断裂带以西松潘甘孜块体在向东向上推覆逆冲过程中，应力和能量在基底层不同部位和块体间的积累有较大差异，且块体间物理属性差异可能是青藏高原东缘活动断裂发育的一个重要因素。