随着国家西部大开发战略的实施，西部地区已成为我国重要的资源接替区，同时西部地区也是油气资源勘探的重点和难点地区，其地面条件复杂、表层结构复杂、地下构造复杂。主要表现为地表高程变化比较剧烈，地震波的散射噪声严重，传播主方向不断改变，地下目标构造照明很不均匀，观测系统不规则；地表岩性相对变化强烈，以及近地表速度不满足地表一致性假设等。这些都使得西部地震勘探面临着很多问题。如原始单炮记录的低信噪比问题，非同相叠加问题，以及构造解释精度差问题。其中地震资料信噪比偏低及构造成像精度差是西部复杂山地勘探的两个技术瓶颈问题，这两个问题也是地震勘探方法一直努力解决的根本问题。 针对低信噪比数据，本论文提出了“射线束”道集叠加叠前压制噪声法，根据菲涅尔带原理以及同相叠加原理压制叠前地震数据中的随机噪声。在成像方面，基于非水平地表kirchhoff叠前时间偏移方法，本论文尝试直接在非水平地表情况下，做偏移到多偏移距叠前时间偏移处理，以期在一定程度上解决西部地震资料信噪比低以及构造成像精度差的问题。理论模型及实际资料的处理结果表明，我们所采用的射线束道集叠加叠前压制噪声的方法对随机噪声的压制是卓有成效的，无论从叠前道集，还是从叠加剖面或叠前时间偏移剖面都体现了这一点。非水平地表条件下的偏移到多偏移距方法与水平地表情况下的偏移到多偏移距方法一样，可通过多种形式实现，如非水平地表叠前部分偏移到多偏移距偏移，非水平地表叠前全偏移到多偏移距偏移以及非水平地表的等效偏移距偏移。通过偏移到多偏移距处理，原先的CMP道集被转化为CIG道集，这种做法在非水平地表情况下具有很大的理论与实际意义。由于非水平地表情况，初始的CMP道集并不是双曲线，而是一条畸变了的曲线，因此无法对其进行速度谱拾取，而转化后的CIG道集的同相轴为标准的双曲线，可对其进行准确的速度分析。并且CIG叠加在叠加时不存在反射点弥散问题。用分析得到的速度进行叠加，即可得到最终所要的偏移叠加剖面。