针对复杂地区地震资料处理中急需解决的静校正这个关键技术难题,本文主要研究了初至旅行时层析静校正方法技术,包括初至波的波前和射线追踪方法,射线层析成像方法,Fresnel带旅行时层析反演方法.对模糊旅行时层析反演方法也进行了试验研究.首先,在对现有射线追踪方法进行评价的基础上,我们研究了按旅行时扩展波前,考虑各种初至波的射线追踪方法.发展了基于不规则单元、变速单元和非线性插值的旅行时插值射线追踪方法;实现了基于图论的最短路径射线追踪方法;提出了新的动态网络最短路径波前追踪方法,该方法具有较高的精度和效率及较强的适应性,是一种较先进的初至波射线追踪方法.用该方法对若干典型近地表模型的初至波进行正演数值模拟,清晰地显示出这些典型近地表模型的初至波前和射线及时距曲线特征.我们发展了非线性初至射线层析成像方法.采用规则速度单元表示复杂的近地表速度结构;用本文提出的波前追踪方法计算射线路径和旅行时;采用先验信息和正则化约束技术和共轭梯度算法求解反演问题.实际限带地震能量主要在激发点和接收点之间的第一Fresnel带内传播,地震旅行时受该带所有介质的影响.我们研究了基于波前时间的Fresnel带计算方法,提出了重建复杂近地表速度分布的Fresnel带初至旅行时层析成像方法.与射线层析成像相比,该方法具有能考虑地震波的频率成分,不需要追踪射线路径,减少反演过程的不稳定性,提高分辨率等的优点.针对地震旅行时是个模糊量,复杂地区地震资料的信噪比较低的情况,我们把地震旅行时数据作为模糊数,初步研究了地震旅行时层析反演的模糊逻辑方法,结果表明模糊逻辑方法比精确方法更能有效的压制噪声.研制了适于复杂近地表介质的初至旅行时层析成像和静校正软件.