瞬变电磁法具有探测范围广、效率高等特点,因广泛应用于矿井勘查、石油探测、地下水检测等领域而在国内外得到迅速发展,与此同时,瞬变电磁探测的精细化以及数据解释的准确化也成为了研究热点。一方面,有限差分法作为瞬变电磁常用的三维数值模拟方法,在模拟曲面目标体时常常由于网格剖分的局限性,带来阶梯状近似误差。另一方面,常规的数据解释多基于阶跃波激励,而野外实测数据由于受到斜阶跃效应的影响,使得包含过渡过程的一次感应电压与二次感应电压混叠,并且斜阶跃与阶跃激励所激发的能量和响应间存在一定差异,故无法直接进行数据处理及解释。针对以上问题,本文基于共形网格技术,提出了三维曲面目标体的建模以及数值模拟方法;基于解卷积算法,校正了电磁数据中的斜阶跃效应,将斜阶跃激励响应还原至阶跃波激励响应。主要研究内容如下:1)提出一种针对于三维曲面目标体的建模方法;基于共形网格技术,在程序中实现有解析式目标体的建模;采用三角面元数据建模方法,实现任意曲面目标体的建模;通过目标体与网格线的交接点求取,确定共形网格位置以及共形参数。2)根据共形网格的位置以及共形参数,推导共形网格棱边电场处的等效电导率,更新电场迭代方程,减小传统有限差分方法因阶梯状网格近似所带来的误差,实现三维曲面目标体的时域有限差分方法。针对于三棱柱目标体模型和球体模型的电磁响应计算,验证了共形网格技术的数值模拟精度;基于三角面元建模方法,实现任意曲面目标体的电磁响应计算。3)推导得到斜阶跃与阶跃激励响应间的卷积关系;基于SVD方法进行阶跃波感应电动势的e指数拟合,通过积分获得阶跃波磁场响应;从而卷积得到斜阶跃波感应电动势,并逐渐减小电流关断时间,与阶跃波感应电动势进行对比,验证了卷积算法的正确性。4)分析了斜阶跃效应在瞬变电磁信号中的影响,包括斜阶跃与阶跃激励响应间的差异,以及斜阶跃激励下接收线圈过渡过程的畸变效应;基于IFFT的频率域解卷积方法,进行接收线圈过渡过程的畸变校正;基于SVD的解卷积方法,校正斜阶跃电流波形对电磁响应的影响,并与解析法进行对比分析;基于曲面目标体的数值模拟,构造含噪仿真数据,总结斜阶跃效应的校正流程,对早期的含噪仿真数据进行斜阶跃效应校正,校正结果与原始阶跃波电磁响应对比,相对误差小于2%,验证了斜阶跃效应校正方法对含噪早期数据的有效性。5)将斜阶跃效应校正方法应用于校园内以及长春市市郊的早期实测数据中,两组实测数据的二次感应电动势拟合误差均小于3%,最后解卷积获得的阶跃波电磁响应幅值大于斜阶跃电磁响应幅值,通过视电阻率-视深度成像,说明阶跃波电磁响应更适用于地下浅层信息的获取,侧面验证斜阶跃效应校正方法在早期实测数据中应用的有效性。本文研究成果能够有效完成曲面目标体的斜阶跃激励电磁响应计算及数据校正,为瞬变电磁三维数值模拟精度的提高以及实测数据解释的精确化提供了基础,对地下资源与地下结构的浅层信息探测具有重要意义。