瞬变电磁勘探法是基于电磁感应定律,通过接地线源或空中回线向探测区域发射一次脉冲电流,用接收装置采集探测区域内感应产生的二次场数据的一种地球物理勘探方法。半航空瞬变电磁法（Semi-Airborne Transient Electromagnetic Method,简称SATEM）是在地面布设接地线源对勘探区域进行发射脉冲磁场,在空中采用飞行器悬挂接收线圈的方式来进行大范围的二次场数据采集。该方法能最大优势地发挥地面发射装置的大功率特性和接收装置的采集效率。但野外勘探时,半航空瞬变电磁数据易受环境噪声、人文噪声、飞行器引起的运动噪声或电磁噪声等多种类型噪声的影响,急需加深对噪声条件下半航空瞬变电磁响应特征的认识,为系统参数的设计提供理论指导。本文使用矢量有限元法模拟典型的三维模型的半航空瞬变电磁响应,认识响应变化规律及各种类型噪声对响应信号的影响情况,为实际资料解释提供指导或理论论证工作。为此,论文开展了如下四个方面的研究:1、半航空瞬变电磁响应的矢量有限元法数值模拟方法研究。先计算接地长导线源的频率响应,然后使用余弦变将其转换到时间域中,得到时间域半航空瞬变响应。具体过程如下:首先将线源离散为多个水平电偶极子源,并行计算各个小电偶极子源在半空间模型激励下的背景电磁场,叠加得到接地长导线源激励下的背景电磁场;然后,通过矢量有限元法对各个频点模拟二次场响应,基于伽辽金法构建关于二次电场的大型稀疏线性方程组,利用预条件的三角分解算法对该方程组进行求解得到异常场响应;最后,用余弦变换方法将并行计算得到各频点下的频率响应转换到时间域中,从而得到三维模型的半航空瞬变电磁响应。2、半航空瞬变电磁三维模型响应特征分析。通过对几种典型三维模型进行数值模拟,分析总结了不同环境下的半航空瞬变电磁响应特征和变化规律,为生产设计提供理论指导。分析表明:飞行高度越高,早期响应越大且曲线斜率越大（衰减快）,而晚期响应越小;埋深越浅,早期的衰减曲线弯曲度越大,晚期的衰减曲线形态一致,仅有响应幅值差异,且埋置深度对异常体中心点的响应影响较小,对异常体周围点的响应影响较大;当偏移距较小时,多测道电动势响应曲线的晚期道出现明显的异常,当偏移距处于高阻异常处时曲线更稀疏,而低阻异常处的曲线则相对紧密。3、半航空瞬变电磁资料的降噪方法研究。首先对半航空瞬变电磁信号进行完全集合经验模态分解（Complete Ensemble Empicial Mode Decomposition with Adaptive Noise,CEEMDAN）,再使用Birge-Massart策略阈值降噪法对高频部分进行降噪处理。其中通过对阈值规则中的经验系数α的选取方法进行了改进,使之能够根据每个经验模态分量的信噪比自适应调整大小。为了验证这种降噪方法的效果,使用正演得到的理论数据加上多种类型的噪声信号作为测试数据进行了大量的对比实验。4、半航空瞬变电磁实际资料降噪效果分析。为了验证本文降噪方法的实际应用效果,对花湖地区勘探地下泥炭层厚度的测量资料进行了降噪处理。该资料信号中含有天电噪声、高斯白噪声、人文噪声等干扰因素,降噪前晚期道的剖面曲线波动跳跃较大影响后续反演解释,经过本文方法降噪之后,有效地分离了干扰噪声并保留了有效信号,同时改善了晚期道混叠杂乱现象,说明了该方法具有实际可用的降噪效果。