当地下存在盐丘高速体和高陡构造等复杂地质构造时,常规的成像方法无法对该区域准确成像。因此急需一种能有效实现复杂地下构造的准确成像算法。多次波成像技术能够充分利用多次波的传播范围广以及传播角度小等优势,提供一次波外的额外照明,形成的成像剖面能够提供更加丰富的地下构造信息。与其他偏移算法相比,基于双程波动方程的逆时偏移方法能够准确地对悬垂反射层和陡倾斜层等复杂地质构造成像,并可以成像棱柱波、散射波以及多次等特殊波。因此,开展多次波逆时偏移方法研究对获取高精度的复杂地下构造信息具有重要意义。本文针对多次波逆时偏移成像中的计算精度、计算效率、噪音等问题开展了研究,主要取得了以下研究进展:通过修改地表边界条件算法,实现了一次波和多次波的联合正演模拟,为后续的多次波分离和成像研究提供数据基础;在多次波分离的研究中,论文采用基于SRME的多次波分离方法实现了对地震数据中的一次波和多次波的有效分离,能够为获取高质量多次波成像结果提供技术支持;在多次波成像部分,本文采用逆时偏移方法对表面多次波进行成像,并对两种不同的多次波逆时偏移方法进行了详细阐述;针对表面多次波成像中的成像噪音问题,本文将逆时偏移方法与多次波分离方法相结合,发展了基于多次波分离的多次波分阶逆时偏移成像方法,并将de-primary成像条件引入多次波分阶逆时偏移中,解决了在速度场存在较大速度梯度时,逆时偏移结果中会存在较强的低频噪声和虚假成像的问题,实现了较高精度表面多次波成像。数值实验表明,多次波成像方法可以丰富地震波成像内容,同时增加地下介质的成像范围、覆盖次数和照明的均匀程度。而采用de-primary成像条件的多次波分阶逆时偏移方法可以压制成像结果中的低频噪音与成像假象,能够对地下介质进行更精细的刻画,进一步提高多次波成像分辨率。