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地震层析成像是研究地球内部结构的最强有力工具,在认识地球内部结构和动力学机制、地球资源的勘探和开发等方面起着非常重要的作用。经过三十多年的发展,地震层析成像在数据的利用、地震波传播模拟、反演计算等方面都取得了长足的进步,发展出了包括射线、有限频率以及波形层析成像等方法。射线方法因为简单、计算要求低等优点,至今仍是探测地球内部结构的主要成像方法。但射线方法因为利用地震信息单一,忽略了地震波有限频率的特征而存在成像结果分辨率偏低等问题。而有限频率方法则考虑了地震波有限频率的性质,但由于这类方法依然依赖于射线理论而无法解决复杂地质情况下的问题。波形层析成像以实现利用全部地震信息为目标,并且通过求解全波方程模拟地震波的传播,从而能够准确描绘地震波在复杂介质中的传播情况,其成像结果的分辨率有望达到半个波长尺度。但波形层析成像面临着初始模型的选取、正演计算效率以及非线性反演等方面的挑战。本文从地震层析成像理论和方法的发展过程、存在问题、以及未来发展趋势方面做了较全面的综述和回顾。以期对固体地球物理研究工作者在地震成像方面有一个较全面的了解。