随着对石油、金属矿产地不断开采与大量浪费,我国的能源供应问题已经制约着社会与经济的发展。开辟能源、寻找矿产资源已成为国家资源战略的主要方向。由国家开展的深部探测技术与实验专项(英文简称:Sino Probe)意在揭示地球深部结构,向深层开辟能源与矿产资源的深部战略基地。项目通过多种地学勘探方法和手段,联合地质和地球物理各领域专家,建立地质-地球物理模型,完成对探测对象的推断解释分析,了解地壳深部构造和物质成分及分布规律,为油气能源和矿产资源开采以及地质灾害的预测提供可靠依据。为了提高深部探测的准确性,需要对地球物理数据处理解释方法进行改进与研发。通过重力梯度全张量(Full Tensor Gravity Gradiometry,FTG)仪器,我们可以对所有的重力总场二阶梯度数据进行测量。由于多分量测量中每个梯度分量包含的信息不尽相同,综合考虑不同分量的信息可以有效的提高处理解释准确性。传统的重力勘探方法是针对单分量的重力数据进行解释的,要想充分利用重力梯度数据带来的优势,就需要研发与数据相对应的新方法和新技术。网格化插值处理是进行重力以及重力张量数据反演与解释的基础,插值方法的好坏会直接影响网格化后数据的可信度,进而会影响数据解释结果的准确性。本文利用波数域转化技术,提出了一种可根据不同重力张量信息特性加权的增强重力插值方法,改善普通重力插值方法的效果。边界识别技术是位场数据解释的重要任务之一,通过边界识别技术可以让我们对地层之间的边界以及地下地质体的分布特点得到清晰的认识。均衡梯度技术是进行边界检测的常用方法,由于它利用了各梯度数据的特性,可以更好的刻画异常体。本文提出一种基于不同梯度分量比值的均衡梯度方法来对重力张量数据进行解释,均衡梯度的最大值可以用来识别异常源的边界,文中也建立了关于均衡梯度和场源信息的线性关系式,并对如何求解能得到更准确的场源相关位置信息的方法进行了讨论。密度界面反演是重力勘探中的一个经典问题,地下介质的密度分界面往往与储油构造和区域构造有着密切关系,计算密度分界面的起伏在石油勘探中具有重要意义。本文根据重力数据与重力张量数据的关系,利用位场转换技术,将重力张量数据应用于传统的Parker-Oldenburg密度界面反演算法中。并通过模型试验,说明了利用重力张量数据进行密度界面反演可有效地提高结果的分辨率。由于地球物理探测采集的数据量通常非常庞大,而且对其进行处理解释也涉及到复杂的数学运算,必须使用软件对其进行质量控制、数据处理、地质解释。本文针对Sino Probe面临的地质问题,对深部探测过程中所采用的地震勘探、大地电磁勘探,重磁勘探等地球物理勘探技术以及大范围测量所使用的移动平台探测技术进行了介绍。针对深部探测信息多,专业跨度大等特点,分析了深部探测计划软件开发中所面临的问题。在深部探测的软件研发上,Sino Probe采用了“红蓝军”两条路线,来构建“处理-解释-建模”一体化的地学软件平台。“蓝军”路线通过引进国际高端软件平台,将针对深部探测所需要的处理解释技术以模块插件的方式集成到高端软件中,实现软件跨代研发,迅速缩短与国外软件研发技术水平的差距。本文在分析“蓝军”路线所引进的斯伦贝谢公司的Petrel与Geosoft公司的Oasis montaj两款地学软件平台的二次开发软件架构基础上,以层状介质反演解释技术为例,详细介绍了如何在这两个地学软件平台上进行重力以及梯度数据交互操作,为同类地球物理算法的快速移植提供了解决方案。“红军”路线以研发具有自主知识产权的适用于大地深部探测的数据解释与分析软件平台为目标,建立基于地震、非地震数据、钻孔数据、地学数据可视化分析的移动平台数据处理与解释软件系统,摆脱对国外高端软件的依赖。本文也对“红军”路线所研发的相关软件进行了介绍。本文以“重力及梯度数据综合解释跨平台操作软件系统研究”为题,在地球物理勘探技术的算法相关研究上,利用重力梯度数据对传统方法进行改进,提高了重力勘探解释的精确度。在地球物理处理算法的软件研发上,将综合重磁以及梯度数据解释技术的改进Parker-Oldenburg算法,集成到斯伦贝谢公司的Petrel软件与Geosoft公司的Oasis montaj软件两个地学平台中。本文从重力梯度数据算法研究到重力及梯度数据综合解释跨平台实现形成了一套完整的程序研发过程,具有较高的实用价值。