二维高密度电阻率法采集得到的剖面视电阻率值是地形及地下一定体积范围内不均匀电场的综合反映,该方法在用于探测时可以保证较高的准确性,目前已经广泛应用于堤坝隐患检测,探测滑坡面,检测深孔帷幕注浆效果,地下管道探测等方面。但在采用该方法进行勘探工作时,对于常见异常体,比如污染区域、墓穴、洞室等,通常需要对他们的大小、位置等做出准确探测,这样就很难确定三维地质体是否对二维探测结果中的异常反应造成了影响。三维高密度电阻率法可以有效去除旁侧效应,做到对勘探目标的准确透视、全面定位。然而,应用三维高密度电阻率法时通常需要一次性布设全部电极,对仪器性能要求高,成本很高,极大的限制了该方法的应用。因此,改进一次性全部布极方式,利用较少的电极排列,通过滚动方式采集数据,使得现有二维高密度电阻率法装备条件应用于三维勘探对于三维高密度电阻率法的推广应用具有非常重要的理论与实际意义。本文以二极装置为例,对全测量观测方法,十字交叉观测方法和Γ形观测方法数据均匀性进行了定量研究,利用正演模拟的方法对不同观测方法对异常体分辨能力进行了定量分析。设计了采用M+N个电极,通过滚动方式,实现了M×N电极网格三维高密度电阻率法的数据采集工作。以经济与高效为目标,结合上述数据均匀性与分辨能力,以时间、费用、数据均匀性以及对异常体的分辨能力为评价指标,基于多目标决策理论采用TOPSIS方法,对电极数、观测方法、滚动方式不同组合形式进行定量评价,获得最优组合模式,为工程应用提供参考。