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跨孔地震层析成像是一种利用地震波探测地下介质地质情况的一种高分辨率地震勘探技术。本文从跨孔地震层析成像的基本原理出发，详细讨论了其野外数据采集、系统设计及仪器的选择、原始地震资料的编辑及处理、正演数值模拟、层析反演算法研究，最后编制了跨孔地震层析成像的程序。 本文着重讨论了最大信噪比法和能量比法两种初至拾取方法。射线追踪算法讨论了解程函方程的Vidale方法，着重讨论了基于旅行时线性插值算法(LTI)算法的推导及实现过程，通过公式推导证明Vidale方法可以看作是LTI方法的一个特例，通过给定的理论模型计算表明LTI方法相比传统方法是一种计算精度较高的射线追踪算法。本文提出了一种新的基于旅行时抛物线插值射线追踪算法(PTI)，通过给出理论模型进行射线追踪，表明PTI算法较LTI算法精度更高。跨孔地震层析反演最后可以归纳为求解一个大型的稀疏矩阵方程，本文详细讨论了LSQR反演算法解方程的过程，最后归纳了算法的计算步骤。利用Matlab语言编制了程序。通过理论模型计算，利用修正BPT算法提供的初始速度模型再用LSQR反演模块计算可以得到高分辨率反演图像。