弹性波全波形反演（Elastic full waveform inversion,EFWI）具有高精度、多参数建模能力,是一种重要的地下介质参数反演方法。但是由于地下介质不同类型参数之间存在的耦合效应,会干扰各参数梯度的计算,在反演结果上留下反演脚印,最终导致反演精度下降。由于Hessian矩阵（即目标函数关于模型参数的二阶导数）的非对角元素表征了不同类型参数间的耦合效应,文中通过拟牛顿法（Quasi-Newton Methods）隐式计算Hessian矩阵的逆,在不显著提高计算量的同时压制这种耦合效应。全波形反演方法本质上是一个高度病态的非线性问题,存在收敛效率低、对初始模型依赖程度高等问题。而多参数全波形反演方法,由于模型空间自由度的增加导致其非线性程度更加强烈。为了提高在低频信息缺失或者地震数据主频高时多参数全波形反演方法的稳定性,文中在反演过程中使用了基于Wiener低通滤波器的频率选择策略以实现从低频到高频对地下模型参数进行反演;另外,为了降低浅层模型建模质量对深层反演的影响,文中发展了一种基于时间域衰减滤波的反演策略,实现从浅到深对参数模型进行重建。在梯度导引的全波形反演方法中,步长的选取直接影响方法的收敛速度。而对于弹性介质假设下的多参数全波形反演而言,除了步长的绝对值之外,不同参数间的能量均衡同样影响到了反演的收敛速度。由于在反演中密度参数的敏感度较高,常常导致密度更新过度而纵横波速度更新不足,为此笔者选择在迭代中求取各参数更新权重因子,将其作为梯度预处理算子,可以改善参数更新程度不均衡的问题。时间域多参数全波形反演中,由于深部照明不足,导致参数模型浅层反演结果往往要优于深层的反演结果。文中基于近似Hessian矩阵详细推导得到了纵横波速度梯度预处理算子;利用震源点及检波点的Green函数推导了用于密度反演的梯度预处理算子,经测试证实所用梯度预处理算子比常规的基于背景波场能量的梯度照明算子更加高效。文中详细介绍了所用的2D时间域各项同性弹性介质多参数全波形反演及其优化方法理论,并详细推导了相关公式。最后通过模型测试,验证了文中方法的有效性,对比分析后得到了一些认识,并对下一步的研究方向进行了讨论。