随着地震勘探的不断深入和发展，油气勘探的重点正逐渐转向复杂地表条件和复杂地质条件的区域。而山地等复杂地表条件下的地震勘探是当今地球物理界所面临的世界性难题，其中最突出的两个问题就是信噪比低，静校正困难。为了在复杂地区获得满意的地震成像效果，必须采用叠前深度偏移，而最理想的就是避开静校正，基于起伏观测地表直接做偏移成像。 本文研究有限元叠前逆时偏移成像方法，实现了共炮数据集的基于起伏地表直接偏移成像。由于静校正在偏移过程中自动完成，避免了因静校正不准确而引起的成像误差。偏移算子采用精确的波动方程逆时外推观测波场，没有成像倾角限制，能够对陡倾角反射界面准确成像。在有限元方法中，采用三角形单元模拟地形，并将单元内的速度和波场都看作是二次变化的函数，使得偏移算子能够适应任意复杂的速度分布和强速度界面。为了克服传统有限元逆时偏移算法计算效率低、存储量大的缺点，将有限元质量矩阵对角化技术和稀疏矩阵压缩存储技术应用到逆时偏移算法当中。经过对角化的有限元质量矩阵和阻尼矩阵是对角线矩阵，在求解线性方程组时不需要作矩阵分解，有效减少了存储需求并大大提高了计算速度。用多个模型数据检验了方法和程序的正确性。以Mannousi模型为测试对象，分析比较了激发时间成像条件、U/D成像条件、最大振幅成像条件和互相关成像条件在叠前逆时偏移中的应用效果。对比发现，四个成像条件的成像效果依次提高。这四种成像条件成像所耗费的时间与合成地震记录所用的时间之比约为(1.1：2：1.5：2)：1。以带地形的Topspline模型为测试对象，比较了基于起伏地表直接做偏移和静校正后在水平基准面上做偏移的两种成像结果。结果表明基于起伏地表直接偏移能够准确成像，而静校正后的成像结果存在明显的过偏移或欠偏移，对共成像点道集的分析也证明了这一点。此外，对Topspline模型的共成像点道集分析还发现，只有在一定偏移距以内的炮点对成像有贡献，当偏移距过大时，炮点不但对成像没有贡献还成为了影响成像质量的噪音。