随着油气勘探程度的不断深入,我国的勘探重点逐渐向中西部转移。由于研究区的地震地表条件与地下构造形态日渐复杂,这些因素都制约着地震成像的精度。基于地表一致性的射线理论,不能适应于这种“双复杂”构造的地区。而通过基于波动方程地震照明分析,可以很好的改进在复杂研究区地震采集过程中观测系统的设计方案,这对提高地震剖面的成像质量具有重要的意义。本文对一系列的理论速度模型进行了地震照明分析与地震波传播过程中波场快照的分析,证明了基于波动方程照明分析对地震观测系统优化设计的可行性。随后,结合实际研究区以往的地质资料与地球物理参数,建立合理的速度模型,针对模型不同构造位置进行照明度模拟,针对地下产生的能量屏蔽区与弱能量区,通过炮点变观等手段,对观测系统进行改变,依据照明度模拟效果图的前后对比,对研究区域观测系统所需采用的各项参数如:道距,炮距,偏移距等进行优化,最后,结合改善前与改善后地震叠加剖面的对比,与实际研究区采集剖面效果的对比得出基于波动方程的照明分析优化过的观测系统,对地震成像精度确实有较大程度的提高。