电磁探测数据受起伏地形影响严重，忽略其影响会造成反演结果的畸变。传统的电磁探测数据三维反演均基于规则六面体网格剖分，无法精细刻画起伏地形，会带来一定的正反演误差。为提高复杂起伏地形条件下的电磁探测数据反演精度，吉林大学地球探测科学与技术学院殷长春教授的电磁探测技术研究组开展了基于非结构四面体网格剖分的电磁探测数据三维正反演研究。经过十年的发展，提出了面向目标自适应网格加密、区域分解、局部网格和三重网格灵敏度快速计算等高效算法，发表相关论文数十篇。目前已经形成可处理多种电磁探测数据的三维正反演解释平台GEM3D，在国内外相关行业进行了推广，并获得了广泛好评。
图1所示为一典型起伏地表地区航空电磁探测示意图。从图2中可以看出，考虑起伏地形影响的反演可精确恢复地下异常体的位置、大小和电阻率，而不考虑地形的反演效果地下低阻异常的分布形态、深度和大小等与真实情况差异很大，说明起伏地形的精确刻画在电磁探测数据解释中具有重要作用。图3a所示为某煤田地区地面大回线源瞬变电磁数据三维反演模型剖分网格示意图，地表附近的精细网格很好地刻画了真实的起伏地形。图3b、3c和3d为三维反演结果在不同方向切片，其中深部高阻灰岩起伏情况和浅部含水层等与地质情况对应很好。图4中瞬变电磁反演结果中浅部几个地层与测井信息推断地层对应较好，而深部灰岩起伏情况与地震解释结果基本一致，说明GEM3D的反演结果准确可靠。图5所示为挪威石墨矿区的频率域航空电磁三维反演结果。从图5中可以看出该地区地形起伏较为严重，而非结构四面体网格剖分技术很好地拟合了该地区的地形。从反演结果的水平切片中可清晰识别低阻矿脉的位置、形状和电阻率大小。这些低阻矿脉与该矿区的地表出露矿体吻合很好，进一步证明了我们反演技术的可靠性。
图1 起伏地表地区航空电磁探测示意图
图2 起伏地形对三维反演结果影响测试
（a)、（c）和（e）为考虑地形的反演结果；（b)、（d）和（f）为考虑地形的反演结果
图3 煤田地区地面大回线源瞬变电磁三维反演结果
图4 煤田地区地面大回线源瞬变电磁三维反演切片与地震成像结果对比
黑色带箭头虚线为探井，蓝色线条为根据测井信息推测的地层分布L1-L7，红色线条为煤层。
图5 挪威石墨矿区频率域航空电磁三维反演结果
(a) z = 20 m 水平切片；（b）z = 80 m 水平切片
上述研究成果发表在国际地学期刊《IEEE transactions on geoscience and remote sensing》、《Geophysical Journal International》和《Geophysics》上。
Yanfu Qi（齐彦福）, Xiu Li（李貅）, Changchun Yin（殷长春，通讯作者）, Huaiyuan Li（李怀渊）, Zhipeng Qi（戚志鹏）, Jianmei Zhou（周建美）, Yunhe Liu（刘云鹤）, and Xiuyan Ren（任秀艳）. 3-D Time-Domain Airborne EM Inversion for a Topographic Earth. 2020. IEEE transactions, on geoscience and remote sensing, 99. 论文链接：https://doi.org/10.1109/TGRS.2020.3036084
Yunhe Liu （刘云鹤）, Changchun Yin（殷长春，通讯作者）, Changkai Qiu（邱长凯）, Zhejian Hui（惠哲剑）, Bo Zhang（张博）, Xiuyan Ren（任秀艳）, Aihua Weng（翁爱华）. 2019. 3D inversion of transient EM data with topography using unstructured tetrahedral grids. Geophysical Journal International, 217, 301-318. 论文链接： https://doi.org/10.1093/gji/ggz014.
Bo Zhang（张博）, Changchun Yin（殷长春，通讯作者）, Yunhe Liu（刘云鹤）, Xiuyan Ren（任秀艳）, Vikas C. Baranwal, and Bin Xiong. 2021. 3D inversion of large-scale frequency-domain AEM data using unstructured local mesh. Geophysics, 86 (5) : E333-E342. 论文链接： https://doi.org/10.1190/GEO2020-0243.1.
