大量数据表明地下介质的地震各向异性是普遍存在的，除了介质本身各向异性以外，薄互层交替的区域整体也表现出各向异性的特征，这种各向异性对大偏移距的地震数据的走时影响很大。在各向异性介质条件下的地震波形层析成像当中考虑这类各向异性的影响可以使得反演过程能更接近真实数据，对提高地震波形层析成像的分辨率是非常有必要的。因此,本课题在各向异性介质条件下的频率域波动方程正演模拟研究的基础上,研究了针对各向异性介质的频率域波形层析反演机制,实现了高效的频率域反演算法。本课题研究的创新点：（1）提出了基于子空间各向异性参数与速度同步反演的走时层析成像方法，避免了多参数在反演当中的相互干扰，为全波形反演提供可靠的初始速度模型和各向异性参数模型，（2）在全波形反演的声波波动方程中直接引入各向异性参数，避免了传统方法中通过拉伸研究区域长宽比率近似介质的平均各向异性特征的办法，同时全波形反演在频率域中实现，使得PML边界条件能更准确的实现，也适合多震源的问题。在全波形反演当中考虑了各向异性的影响之后，大偏移距的数据也能合理的在反演当中得到使用，大大提高了反演结果的分辨率，反演结果对应的数据的波形和走时也能更好的还原实际数据。该研究拓展了全波形反演的适用范围，完善了全波形反演理论，也使得地震方法研究复杂介质油气藏的能力得到进一步增强。