50多年来我国在南方海相碳酸盐岩探区地震勘探工作的实践表明南方海相地层是我国潜在的一个巨大含油领域。南方海相碳酸岩探区具有地表高程变化剧烈、近地表速度高、地表出露岩性复杂等特点,使得地震勘探在采集、处理和解释中面临多方面的困难。主要体现在以下三个方面:1,地形起伏导致严重的静校正问题;2,高速地层出露造成种类繁多的干扰波;3,复杂的近地表速度结构和地形对地下反射波形态造成了明显甚至是严重的影响。论文选题针对南方海相碳酸盐岩探区,研究波动方程基准面校正方法,对复杂地震地质条件下的地震数据处理及成像具有实际意义。论文在分析南方海相碳酸盐岩探区特点和地震地质问题基础上,对比分析了各种波动方程地表校正方法及其存在问题;基于波动方程有限差分方法,实现了高阶有限差分起伏地表模型的数值模拟算法,用理论模型改进和验证正演模拟算法,为研究起伏地表对地震波场的影响建立了基础;对根据实际探区起伏地表建立的模型进行了正演模拟与分析,为波动方程基准面校正建立了理论依据。论文在研究各种波动方程基准面延拓方法的基础上将波动方程逆时延拓引入到基准面校正方法中,设计了相应的波动方程逆时延拓基准面校正算法。用波动方程高阶有限差分法在炮集上对地震波场进行逆时延拓,在逆时延拓的过程中,直接提取基准面上的波场值,从而消除掉地表高程和低降速带对地下波场的影响,实现海相地震数据的基准面校正。理论模型、海相碳酸盐岩探区典型模型数据和实际资料的校正结果分析表明,波动方程逆时基准面校正对由地表介质及表层结构引起的地震波传播时差、能量不均衡具有较好的校正效果,可以用于实际地震资料的处理,为地震成像提供较好的原始资料。