地震波场正演模拟,对认识地震波传播规律、进行地震属性研究、地震资料地质解释、储层评价等,均具有重要的理论和实际意义。地震波场正演模拟研究中主要包括两大核心理论，一是研究地震波动力学特征的波动理论，二是研究地震波运动学特征的射线理论。因此，在模型正演方面依据两大理论就产生基于波动理论正演方法和基于射线理论正演方法两个分支。波动理论正演方法是对建立的模型进行网格化，用差分方法或有限元方法等，根据波动方程近似，按时间步长迭代计算波场，获得正演波场模拟结果。它的特点是能够准确揭示波在介质中传播的振幅、频率、相位变化，真实地反映出波的动力学特征，是进行波场研究的有效手段.用有限差分技术求解波动方程时会带来不必要的震动，即数值频散。数值频散现象严重影响了模拟效果，降低了模拟精度。本文探讨了引起数值频散的原因，并给出高阶差分方程和通量校正传输(FCT)相结合的办法以消除频散。本文以波动方程和Taylor展开公式为基础，采用了弹性波方程的任意阶空间和时间精度的交错网格差分格式，并结合通量校正传输(FCT)法对复杂介质模型进行正演模拟，同时还进行了稳定性、频散现象和边界条件分析，重点对有限差分过程中产生的频散现象进行压制。得到的正演模拟结果可以清晰的反映出地震波场中波传播的运动学和动力学特征。基于实际模型进行了正演模拟和逆时偏移计算。本文通过理论模型和复杂构造模型的数值试验来验证高阶交错网格有限差分通量校正传输(FCT)相结合的算法进行正演模拟和逆时偏移的效果。实验的结果表明，高阶交错网格有限差分和通量校正传输(FCT)相结合的方法具有高效、精确、实用的特点，具有广阔的应用前景和实际意义