本文的研究工作主要有两方面:任意起伏地表地震波数值模拟技术及近地表地震波场的传播特征和响应规律研究。在地震波的数值模拟方法中,分析和讨论了能够处理起伏地表自由边界条件的广义虚像法,构建了具有与内部介质模拟精度和阶数同步的高阶广义虚像法差分边界条件方程,分析了其在应用中的局限性,使其与地表条件充零法联合使用,使其在任意地表起伏模型中都能够应用;实现了完全弹性介质模型、粘弹性介质模型和横向各向同性介质模型的起伏地表情况下的地震波波场数值模拟。通过数值模拟得到了不同模型,不同介质的地震波场传播和地震合成记录,通过整理和分析得到了如下认识:在复杂近地表模型条件下,地形严重扭曲了地下波场的形态,并造成了波场的不可识别;水平自由界面情况下,面波和表层多次波是近地表干扰的主要因素,地表严重起伏情况下,二次绕射形成的侧反射波的干扰要强于面波;通过合成记录的频谱分析可以看到,地形对地震波场有一定的选频作用,突起模型的效果比较明显,对具有频率效应的介质如粘弹性介质作用的表现更加明显;地形的起伏对地震波场响应不会产生频散,也就是说地形影响不具有频散特征,同时由于地形的影响,介质类型所产生的频散特征也不是很明显。也就是说地形起伏造成的能量散射或反射都是高能量的无频散的,通过某个频带的滤波效果是不可预期的。