结合最新的时距曲线公式和最新的参数化方法,给出了一种自动非双曲线速度分析方案,并将其分别应用到理论合成数据和野外实际数据中,并对处理结果进行了定性分析。推导了基于非双曲线旅行时公式做动校正的微分相似性层速度和层非椭圆率反演公式,并在反演方案中使用了三次样条插值预条件算子,给出了约束最优化反演的具体流程,并对理论合成数据进行处理及定性分析。提出了成层VTI介质的梯形块状建模思想,介绍了建模的具体实现过程,推导了倾斜界面情况下VTI介质中用慢度表示的Snell定律公式,给出反射波射线追踪的具体实现过程,并通过具体的模拟实验,分析了算法的精度和计算效率。推导了解结合正则化和预条件的混合l~1 /l~2范数反问题的反演公式,给出了解这种反问题的共轭梯度算法。推导了适合成层VTI介质中梯形块模型的反射波旅行时反演公式,以及射线旅行时关于模型参数参数的Frechet导数。结合射线追踪技术和正则化的混合l~1 /l~2范数反演方案,给出了一种反射波层析成像反演算法,对合成数据进行反演并对结果进行定性分析,取得较满意的结果。