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在层析成像中，介质的随机扰动将对反演精度有很大影响．本文在反演迭代过程中，通过自相关平滑算法，将先验约束由单纯的均值拓展为模型方差、相关系数等统计参数，实现了随机介质的分布特征对层析反演的先验约束，有利于压制高频干扰，提高层析成像的精度．岩溶区洞穴探测的工程实例表明，在传统层析反演算法无法获得合理解释的情况下，采用自相关平滑算法仍能获得合理的地质剖面．