对地可视化技术是90年代以来逐渐兴起的以可视化的手段进行地球物理探测的一门新兴技术。近年来,随着计算机硬件与软件技术的不断发展,大尺度的测量、海量数据的处理、图像的直观表达等要求使得该技术已经成为地球物理学、水文地质学、环境科学等众多学科领域研究热点。对地可视化主要涉及地球物理探测的可视化,主要包括电阻率成像、地震成像、探地雷达成像等多种物探成像技术,这些技术均通过被探测介质的特性差异来建立成像模型。其中,电阻率成像技术因其近乎无损的探测方式、强大的成像能力以及多维、动态监测等诸多优势而颇受关注,并在各领域取得广泛的应用。然而,随着科学技术的发展,各领域对电阻率成像质量要求不断提高,使该技术的发展遇到了一定的挑战。其中较具代表性的且亟待解决的问题主要包括复杂地形成像理论、地形影响的消除、成像精度问题以及动态监测问题。本研究即是在此背景下对电阻率成像方法目前遇到的紧迫性问题进行探讨和研究,建立了复杂地形条件下的电阻率成像理论、融合地震数据的电阻率成像理论以及水文动态监测应用,不仅丰富了电阻率成像领域的理论基础,而且为电阻率法在各领域的广泛应用奠定了现实基础。研究主要包含以下几个方面：1. 复杂地形地区电阻率的成像理论的建立：复杂地形地区电阻率的成像理论即对具有复杂几何形态的测定目标体建立的有限元法成像技术。而此项技术的关键在于针对复杂地形的三维四面体剖分技术,现有的剖分软件很难达到要求,存在剖分不完备的问题,在此背景下,本研究提出了基于CCVDT(constrained centroidal Voronoi-Delaunay triangulation)技术的三维四面体剖分方法,并使用C++程序语言编写了相应的程序,该程序实现了剖分的全局优化,去除了剖分中存在较大或较小体积微元的可能性,从而实现了涉及具有复杂几何形态的测定目标体的快速准确剖分。此外,本研究使用Python语言编写的DEM数据转换程序,能够为真实地形的剖分提供准确的点集阵列,也是真实地形剖分成功的重要条件。在此基础上,本研究根据电场的基本理论,实现了复杂地形地区的有限单元法正演方法,从精度评判结果来看,该方法完全能够高精度实现复杂地形地区的电阻率正演计算,为复杂地形地区的电阻率成像技术的完善奠定了基础。2. 复杂地形地区电阻率成像的地形消除方法的建立：在复杂地区电阻率成像法正演的基础上,本研究首先系统性地研究和探讨了各种一维复杂地形的视电阻率响应特征、二维复杂地形的视电阻率响应特征以及相同地形不同电极布置位置的视电阻率响应。从特征曲线上可以看出,坡度大于15度的地形能够对电阻率成像造成显著影响,而低于15度的地形影响较弱。因此,对于坡度大于15度的地形,电阻率的畸变会随着角度的增大而不断增大,非测线方向的地形变化亦会造成视电阻率的显著畸变。而对于不同的电极组合方式,由于感度的分布差异,电阻率的响应特征也具有明显的差异,但对于地形角度的变化均呈正相关变化。沿山脊方向或者山谷走向的布线方向能够使得地形影响最小化。并根据得到的视电阻率与地形的关系本研究针对不同的测定方式分别提出了二维、三维的地形影响消除方法,经过系统性的验证与对比,确立了这些方法的合理性及有效性,并成功运用于北山实测数据的处理,体现了该方法实际应用价值。3. 融合反射地震成像数据提高电阻率成像精度：为了进一步提高传统的电阻率的成像精度,本研究提出了融合反射地震数据的电阻率法成像技术。该技术将处理后的反射地震数据作为电阻率反演的初始模型,为了电阻率反演提供了先验条件。经系统性测试与验证可以看出,融合反射地震数据的电阻率成像理论不仅大幅度提高电阻率成像的精度,特别是提供了更精确的边界信息,且使得反演成像计算中方程的收敛速度明显加快。同时,该理论在北山实际探测中取得了较好的结果,基本能够满足各领域对于电阻率成像精度的要求。4. 电阻率对地可视化技术在水文领域的应用：由于传统的水文领域的监测与参数获取存在一定的限制,利用电阻率对地可视化技术实现抽水过程的监测及参数获取一直成为本领域研究热点,本研究首先开展了抽水试验条件下的电阻率响应模拟,模拟结果表明了电阻率可视化技术能够实现抽水过程中各方向的水位的变化即降落漏斗动态监测。同时根据相关经验公式提出了利用电阻率数据获取水文地质参数空间分布的方法。并将此监测方法成功运用于北山抽水试验过程的监测,尝试性的获取了该地区的水文地质参数。电阻率成像技术在水文监测领域的成功应用说明了其能够为抽水试验的动态监测提供更为直观的方法,并在相关参数完备的情况下可以得到相关水文参数的空间分布特征,具有极大的应用价值。