地震偏移成像作为现代地震勘探数据处理的三大基本技术之一，是提高空间分辨率和地震保真度的主要手段，其技术关键是要确保能够实现地震记录上的共反射点道集记录的同相叠加和保幅成像，时间偏移和叠后深度偏移是无法完全满足这一点的，只有代表该项技术最高层次的叠前深度偏移才能真正实现这一目标。 论文详细研究了包括射线法和波动方程法在内的常规叠前深度偏移和共聚焦点叠前深度偏移，并对之实现了并行化，在此期间还实现了加入构造信息和已知信息的转向滤波法偏移速度建模。射线法主要研究了考虑振幅加权的Kirchhoff叠前深度偏移，同时对偏移孔径进行了优化。波动方程法叠前深度偏移基于Claerbout成像原则，通过方程分裂或波场分裂来实现对地质结构复杂且速度横向变化大的地区的精确成像，论文中主要对频率-空间域有限差分法、分步傅立叶法、傅立叶有限差分法和广义屏法四大类方法进行了研究，并以二维偏移成像为基础实现了三维波动方程叠前深度偏移。共聚焦点(CFP)叠前深度偏移依据等时原理，借助于激发聚焦获取CFP道集、由检波聚焦实现构造成像，本文CFP道集的合成采用的是波动方程波场延拓算子。考虑到叠前偏移处理的工作量巨大且地震资料本身具有适合并行化处理的特征，因此本文在对并行化理论研究的基础上对叠前深度偏移成功进行了并行化处理。偏移成像质量的好坏直接取决于偏移速度场的正确与否，对叠前深度偏移更是如此，因此必须做好偏移速度建模，本文研究了加入构造信息和已知信息的转向滤波法偏移速度建模方法，并将该方法与基于剩余曲率分析(RCA)的CIP道集偏移速度建模方法相结合为偏移成像提供一个相对较好的速度模型。通过理论模型和实际资料的试算，验证了偏移方法及其并行化的正确性、有效性和实用性。