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本发明公开了采用直接包络敏感核函数的弹性波全波形反演方法，具体为：S1、设置炮点和检波点，采集得到观测数据的横向分量和纵向分量；S2、构建矩形网格地质模型，并设定正演模拟的空间采样间隔、时间采样间隔dt、最大采样时间Nt；S3、给定纵波速度模型vp(x)和横波速度模型vs(x)，以及初始纵波速度模型vp0(x)和初始横波速度模型vs0(x)，给定直接包络反演阶段待优化的目标函数Je(vp(x),vs(x))；S4、对目标函数Je(vp(x),vs(x))进行优化，得到纵波速度模型的长波长分量vpl(x)和横波速度模型的长波长分量vsl(x)；S5、给定下一阶段新的待优化目标函数J(vp(x),vs(x))；S6、对J(vp(x),vs(x))进行优化，得到纵波速度模型的精细结构vpf(x)和横波速度模型的精细结构vsf(x)。本发明方法能够使用弹性波直接包络中新的Fréchet导数进行能量传播。