本发明属于地震资料处理技术领域，具体涉及一种地震层析成像反演方法。该方法首先利用工区的初始深度域地震数据进行层位拾取，并依据层位高低将所有层位划分为N部分；然后对于每一个部分的层位，仅利用该层位的地震数据进行速度反演，得到该部分层位的速度模型，从而得到各部分层位的速度模型；最后利用每部分层位的速度模型，由浅至深逐层对所有层位进行速度反演，以得到工区最终的速度反演结果。该方法中各部分层位分开独立反演，可以减少由于误差累积效应而引起深层更大误差的问题，提高整体成像精度。而且特别是对于低信噪比资料的适用性非常强，大大改善了勘探老区低信噪比地区深度域成像效果，提高井震吻合率。