地震波是探测地球结构组成及深部资源最为有效的手段。不同的地下结构，地表观察到的走时信息可能相同，但其振幅反映的地球介质的动力学信息不会相同。地震全波形反演不但考虑地震波走时信息，更重要的是考虑地震波的振幅信息，因此在勘探地震学、区域地震学和全球地球物理的研究中得到迅速发展。 

　　传统的全波形反演（FWI）试图通过最小化目标函数来找到最佳模型，目标函数被定义为模型预测的数据与观察到的数据在幅度和相位上的差异。原则上，FWI应适合所有类型地震波，包括直达波、绕射波、回折波、折射波、透射波、反射波、多次波。但是，当初始模型与真实模型相距甚远时，FWI将难以匹配大部分波形。不同波形耦合在一起，尤其当地震数据存在多次波时，目标函数很难收敛。多次波在地下传播路径长，可以传播到反射波无法到达的区域，携带了比反射波更加丰富地下信息。为此，中国科学院地质与地球物理研究所刘伊克研究员、何彬博士生与Yingcai Zheng教授共同合作，将地震多次波分解为不同阶数，通过建立多次波的目标函数，从而实现了地震多次波的全波形反演（图1，图2）。 

图1 地震多次波传播路径，M1, M2，M3表示不同阶的多次波，P是反射波。X1，X2多次波产生的crosstalk假地层界面

图2 地震多次波全波形反演原理示意图，Xp是反射波反演速度高波数位置，Xm是多次波反演的速度高波数位置，△vz是多次波反演的背景速度扰动量