地震层析成像技术是在医学层析成像的基础上发展起来的。它是指在物体外部激发一种能量,接收机能接收穿过介质且携带介质内部信息的一种信号,通过某种算法、运用计算机图像重建技术,获取地质结构的二维或三维信息,进而达到探测地层内部结构的几何形态、获得物理参数的分布、锁定异常体的位置等目的。该过程包括模型参数化、正演计算、反演计算。本文详细地介绍了地震层析成像的发展史(包括正、反演),使用了改进后最短路径算法(MSPM)结合分区多步计算技术进行正演计算,用共轭梯度法求解带约束的阻尼最小二乘问题进行反演计算,同时给出了反演解的精度评价指标。在第二章,实现了二维复杂层状介质中的多次波的追踪计算,模拟了二维层状模型(含低速夹层)的多次透射、转化及反射波的正演追踪计算。在第三章,模拟了各种层状介质模型,包括高速体包围的低速体模型、断层模型、地堑模型,同时对反演解进行分析、讨论。结果表明：反演解的收敛性都很好,也比较接近真值。论文最后,将反射波层析成像引入到西安地裂缝探测的实例中,在取得了满意的模型测试的基础上,将实际资料进行了反演计算。结果表明：总体上能准确地确定地裂缝在近地表处的位置、倾向,说明该算法是行之有效的,具有一定的实用价值。