复杂的近地表条件给地震资料带来严重的静校正问题，具体表现为单炮记录中初至波扭曲、有效信号错断，同一炮检距不同检波点初至时间不一致等。静校正问题的存在降低了地震资料的品质，因而也将影响叠加剖面和偏移剖面的品质。静校正的主要方法包括高程静校正、折射静校正以及层析静校正等。静校正效果的好坏与近地表速度模型是否准确密切相关。构建近地表速度模型时应考虑到近地表速度结构的非均匀性，因此基于均匀网格的速度建模在近地表速度建模上很难达到最优。基于此，我们研究了近地表速度层析成像中的速度模型的非均匀网格描述方法、基于射线矢量的射线追踪方法，并且介绍了代数重建技术在近地表速度重建中的应用。　　考虑到速度函数在描述精度上的缺陷以及均匀网格模型存在信息冗余的弊端，我们结合近地表处介质速度的实际情况提出了非均匀网格化的建模方法。该方法将近地表的速度模型描述为背景速度场，地质构造带速度结构以及目标地质体速度模型的组合。背景速度场是近地表速度介质的平均效应，反映了近地表介质的类型，比如沙漠、黄土塬或山地等。地质构造带的速度模型描述了构造带的形态及展布规律。目标地质体的速度模型注重描述目标地址体的细部构造，精细地刻画了细部构造内的速度分布。　　结合非均匀网格模型，我们推导了一种基于射线矢量的射线追踪方法。该方法不仅适用于三维的非均匀网格模型，在三维起伏层状模型中也能适用。基于射线矢量的射线追踪方法在计算过程中能获取射线在出射时的方位角，并且能获取地表处初值波的走时。我们利用C/C++编写了的基于射线矢量的射线追踪方法的程序，程序在模型的计算中取得了较好的效果。　　基于代数重建技术，我们设计了近地表速度模型的迭代流程，将初至波的观测走时与计算走时之间的时差分配到射线所经过的网格中。利用代数重建技术，我们对湖南某工区种的近地表速度模型进行了重建。并将经过9次迭代重建后的速度模型用于对工区中二维地震测线的静校正。基于重建的速度模型得到的静校正后地震剖面上同相轴连续性增强。在与经过高程静校正后的地震剖面对比结果表明在重建后的速度模型上的静校正效果比高程静校正效果好。因而也证明了代数重建技术的可靠性。