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根据相速度与慢度的关系，建立了TTI介质三维NMO速度表达式，并研究TTI介质方位NMO速度与介质走向角和倾角及各向异性参数的关系。在三维NMO速度性质研究基础上，研究了TTI介质四次时差系数性质，考察了三维情况下TTI介质四次时差系数与走向角及倾角的关系。应用交错网格高阶有限差分技术对TTI介质中的传播特征和二维三分量快照和地面地震记录进行了模拟和分析。首次对TTI介质的多方位三分量地面地震记录进行了模拟。研究了非线性反演方法—遗传算法的特性与求解全局极值的过程，在此基础上，建立了适合底界面水平的TTI介质反演的目标函数。同时研究了遗传算法与联合反演方法—随机爬山加共轭梯度法在TTI介质参数反演工作中的优劣。并利用遗传算法进行了理论记录的反演工作，取得较满意的结果。