随着油气勘探程度的不断深入,复杂地表和复杂构造区的油气勘探成为了地球物理工作者研究的重点和热点,制约这种双复杂条件下的地震勘探的关键问题之一,就是地震成像的精度问题。但是在实际的地震资料中,由于一些复杂的地质构造,往往表现为几何形态的不规则和速度纵横向的剧烈变化等,这些特征极大地加剧了复杂构造精确成像的难度。例如实际地层中的地形起伏变化、断层、大倾角界面等使得地震成像结果出现大的误差。地震偏移是反射地震学的核心内容,地震偏移是在波动方程的基础上,通过将反射波归位,绕射波收敛,使同相轴归位到其空间的真实位置上。本文将局部余弦基小波束偏移和最小二乘偏移的理论算法相结合,在小波束域内利用局部余弦基作为基本函数进行波场分解和传播。并在对地震波场进行局部余弦小波束分解,把分解后的波场沿共源小波束和共检波器小波束分别向下层深度进行波场延拓,最后结合最小二乘偏移算法进行优化处理,从而达到提高成像精度的目的。围绕建立的地质模型波动方程正演模拟与偏移问题,如水平介质,倾斜介质,凹陷,断层,起伏,以及Marmousi复杂地质模型,利用局部余弦基小波束叠前深度偏移方法对横向变速波场延拓算子进行处理,可以使地下地质构造的反射波正确归位。结果显示表明,局部余弦基小波束叠前深度偏移方法具有成像精度高、横向分辨率高、不受倾角的限制、适用于横向速度变化和复杂构造情况等特点。