在海洋地震勘探中,海底节点(Ocean Bottom Nodes-OBN)地震勘探技术在近年来逐渐兴起,其采用了独特的布设方式,能够获取丰富的纵波及转换横波信息。VTI介质起伏海底数值模拟是研究崎岖海底环境OBN地震波场传播的必要手段,提供了一种研究复杂海底地质条件下地震波场照明分析、资料处理和解释的重要工具,可以更加深入的认识理解地震波各个波至的传播规律,对于海上油气资源的勘探与开发都有着重要的理论及实际意义。为了更精确的模拟OBN采集系统下起伏海底地震波的走时与能量变化关系,增强人们对地震波在实际海底介质中传播的认识,论文研究了起伏海底和复杂地下速度界面模型的混合网格剖分方法,能更好的模拟海底及速度界面,将检波器与海底界面关联,改进分区多步入射波与反射波必须对称的情况,将适用于陆地观测系统的分区多步技术改进以适用于海底观测系统,实现了OBN观测系统下的分区多步地震波旅行时线性插值(LTI)射线追踪技术。将Thomsen各向异性参数应用于OBN观测系统,研究起伏海底情况下复杂介质的群相关系,实现起伏海底复杂介质的地震波场数值模拟。以传统的P波入射固体-固体分界面的Zoeppritz方程为基础,将S波入射固体-固体分界面、固体-液体分界面,以及P波入射固体-液体分界面、液体-固体分界面的Zoeppritz方程应用于起伏海底LTI射线追踪算法,实现在速度分界面处进行能量分配;将适用于反射波及折射波的几何扩散规律应用于LTI射线追踪算法,进一步进行能量的衰减模拟;将不同介质的层间吸收衰减模拟应用于起伏海底射线追踪LTI算法,对海水层及海底不同地质层的吸收衰减进行模拟,实现OBN观测系统中的动力学射线追踪。理论模型的数值计算结果表明本文的算法是比较可靠的,通过对二维起伏海底VTI介质模型的初至波、反射波、转换波、以及多次波的模拟,经过分析,验证了该算法的稳定性和有效性。论文创新发展了基于LTI算法的OBN动力学射线追踪方法,开展崎岖海底复杂介质地震波走时、射线路径计算及振幅能量的研究,为OBN地震采集数据的波场识别以及地震波传播规律的研究提供了一种有效的方法。