本文针对石油地震勘探与工程地球物理中近地表速度与品质因子难以准确获取的问题，提出将油气地震记录中通常被视为噪音的面波重新看作有效信号来反演近地表速度与品质因子的思想。本课题的研究成果将为油气地震勘探与工程物探提供一种新的近地表参数建模手段，能避免重复采集，降低生产成本，具有重要的理论意义与应用价值。　　本文主要进行了三个方面的研究内容：（1）首先由面波地震记录计算出相速度与衰减系数，提出了一种直接在频率—速度域进行多重信号分类的高分辨率面波频散成像方法，该方法无需额外的插值转换即可获得高分辨率的频率—相速度图像，称为fv-MUSIC方法；应用扩展MUSIC方法来提取面波的衰减系数曲线，并基于面波多阶模式的速度差异，创新性地定义了“拾取宽度”参数，提出了一种分离并提取面波多模式衰减系数的方法。（2）再由面波频散信息，应用最小二乘法实现同时反演地层的横波速度与厚度。（3）最后在反演速度的基础上，利用面波的衰减系数曲线反演出近地表Q值，并实现了面波基阶模式与高阶模式的联合反演，提高反演精度。　　通过仿真实验，验证了该研究路线的可行性与准确性。对实际资料的处理分析也证明了提取面波频散曲线、多阶模式衰减系数曲线的效果。