基于包络数据的全波形反演是一种以地震观测数据的包络为输入数据的全波形反演方法,其区别于常规全波形反演(直接利用地震观测记录的全波形反演)的一点是可以提取出地震数据中所含有的低频信息,进而在反演的模型中恢复大尺度信息。由于包络来源于复地震道的振幅,用低频信号对高频信号进行了幅度调制,所以缺少高频信息。因此,利用包络数据反演得到的模型通常作为常规全波形反演的初始模型。另外,由于包络数据的缓变性,有效地避开了全波形反演中的周波跳跃问题。换句话说,基于包络的全波形反演避免了目标函数易陷入局部极小值的问题,使最终的反演结果收敛到正确的位置。然而,目前基于包络数据的全波形反演研究主要在包络的提取,包络数据目标函数梯度的计算上,而没有对具体的实现技术进行深入的讨论。因此,本文首先从基于包络数据的全波形反演的理论出发,对包络的定义、来源以及对包络的计算等问题进行了概略的回顾,并分析了提取出来的包络数据中所包含的地震记录的信息;其次,对基于包络数据的目标函数和模型更新中的梯度计算公式和步长求取等问题进行了细致的讨论,最终实现了基于包络数据的全波形反演。数值试验结果表明:基于包络数据反演的结果为常规全波形反演提供了一个与真实模型比较接近的宏观初始模型,有效地克服了常规全波形反演中会遇到的误差泛函的强非线性、目标函数易陷入局部最小值等问题。