计算技术的快速发展，使全波形反演由理论研究应用到实际地震勘探中成为可能。而波动方程时域有限差分正演建模技术是实现全波形反演关键技术之一。本论文正是针对全波形反演中的正演建模技术及方法展开研究，主要研究内容如下：（1）从固体弹性力学的角度出发分析三种常用的地震介质模型，并给出其相应的波动方程数学物理公式，其中声波波动方程是本文的主要研究对象。（2）主要研究波动方程规则网格及交错网格的有限差分离散化格式。分别从规格网格和交错网格两种差分格式的角度，在研究波动方程空间导数和时间导数有限差分格式的基础上，导出波动方程高阶有限差分格式。并通过模型计算对比分析不同网格间距、时间步长和空间差分精度下的正演效果。（3）针对波动方程时域有限差分地震正演建模中遇到的震源、初始条件、稳定性、边界条件及频散等问题进行研究。通过模型计算，给出了合适的震源函数子波主频的范围并对空间衰减因子的选择问题进行研究；通过模型计算对比分析了Reynolds吸收边界条件（ABC）和完全匹配层(PML)技术的优劣；分别研究了规格网格和交错网格下的通量矫正传输（FCT）技术，并就压制数值频散问题进行了FCT技术和时间4阶差分精度的模型计算，验证了FCT技术和时间4阶差分精度的有效性。（4）在Windows系统,VC++平台下进行波动方程时域有限差分地震正演建模的相关模块研制，并就几种常见的地质模型进行正演模拟，论证了本文正演建模方法的有效性。