随着资源和能源的日益短缺，地震勘探向着复杂近地表的地区不断发展。在地面地震勘探中，地震勘探效果严重的受到地表地质的复杂条件的影响。静校正正是用来消除复杂近地表等不良因素对地震波传播的影响的。常规的折射静校正方法要求勘探工区内有稳定的、全区可连续追踪的一个或多个折射层，在复杂地表地区一般难以满足该要求，因此常规折射静校正不适应近地表地质条件剧烈变化的复杂地区。层析静校正基于把表层模型作为任意介质进行处理，理论上适应任意的地表条件。初至波层析成像能同时利用各种类型的初至波如直达波、回折波、折射波等波的旅行时，增加了已知信息量，同时也避免了初至波类型的区分。　　 初至波层析成像具体可以分为4步：(1)地震数据采集及初至波旅行时拾取；(2)初始模型建立及正演模拟计算初至波旅行时；(3)建立旅行时方程；(4)反演求解，输出最终速度结构模型。其中以第2步初至波走时计算和第4步反演求解最为关键。论文对常用的正演模拟算法和层析反演算法也作了详细的探讨。目前，正演模拟算法主要分为射线追踪正演模拟和波动方程正演模拟两大类；层析反演算法主要分为线性反演和非线性反演两大类。　　 论文采用Vidale方法实现地震初至波走时计算，并设计了简单地堑模型、简单断层模型、起伏地表-起伏界面模型和简单露头模型等4种模型进行了试算验证。层析反演算法采用了模拟退火法的非线性反演方法实现了初至波走时层析成像，并通过设计3种理论模型：地形起伏-界面起伏模型、露头模型及地堑模型进行了初至波走时层析反演试算，证实了层析反演方法对不同地貌地形的适应性和有效性。最后论文结合实际的山地、黄土塬、沙漠等复杂地区的地震资料，将地震初至波走时层析成像方法应用于静校正处理并取得了显著的效果，说明了层析静校正对解决复杂地区的静校正问题的应用是切实可行的。