随着地震勘探领域的扩展，在我国西部、南部进行地震勘探时复杂地表问题越来越成为了制约地震剖面成像质量的关键因素。并且除了油气资源勘探之外，反射波法地震勘探技术在活动断层探测、地质体调查等方面同样有着重要的、不可替代的作用。在这些领域不但要求能够对较深部分的地层、构造进行精确成像，对于浅部地层序列、地质结构的分辨也有着非常高的要求。此时复杂地表的影响将尤为突出。　　针对复杂地表地震勘探过程中可能面临的一系列地震数据采集、处理问题，从过障碍变观设计、散射干扰波滤除、复杂地表速度建模、以及叠前深度域偏移成像这四个方面入手进行研究。在常规高分辨反射地震工作流程的基础上，通过加入新的有针对性的处理措施，形成了一套适合于复杂地表反射波法地震成像的方法流程，从而保证了高质量地震成像剖面以及可靠的地震解释成果的获得。　　在过障碍变观设计方面自主研发了一款二维地震勘探过障碍变观设计软件，能够在野外以图形、图像的方式实时地绘制障碍体对地震观测系统的影响，并辅助野外工作者快速完成合理的变观设计。　　在散射干扰波滤除方面，根据散射噪声与有效反射信号传播方向不同的特点，提出并实现了利用具有保幅特性的改进的矢量分解压噪方法从角度域入手在叠前滤除散射干扰。将此方法应用于内蒙阿拉善复杂地表实际地震数据的处理，取得了良好的效果，改善了最终地震成像剖面的质量。　　针对复杂地表条件下近地表速度建模的问题，研究了基于多模板快速步进射线追踪(Multistencils Fast Marching Methods，MSFM)算法的地震初至波走时层析反演方法。进行了针对Model94复杂地表模型的数值实验，结果表明虽然是一种射线类方法，MSFM算法在波前面扩展、初至波到时计算方面的精度、以及对复杂模型的适应能力还是可靠的。利用该方法处理了内蒙阿拉善工区实际地震数据，建立了准确、精细的复杂地表速度模型。该模型成果不但被用于解决对于陆上地震勘探至关重要的静校正问题，而且是进行最终地震解释工作时重要的参考资料。　　在叠前深度域偏移成像方面实现了基于谱元法的叠前逆时偏移成像技术。针对利用谱元法进行地震波场数值模拟时常采用的两种Newmark和LDDRK(Low-dissipation and low-dispersion fourth-order Runge-Kutta)时间离散方案，分别给出了显式的波场反传公式、以及检查点法(checkpoint)源波场重建方案。利用基于谱元法的叠前逆时偏移成像技术进行了Marmousi模型和Model94复杂地表模型的偏移成像实验，并且给出了基于高阶交错网格有限差分算法的叠前逆时偏移成像剖面作为对比。利用谱元法叠前逆时偏移成像处理了位于北京市首都国际机场附近的一套陆上爆炸震源浅层反射地震勘探资料，并给出了处理结果与利用大型商业软件处理得到的时间叠加剖面、叠后时间偏移剖面的对比。