大地电磁法已广泛应用于地球物理勘探领域之中，如何提高大地电磁法的勘探精度是一个十分紧迫的问题。目前，倾子资料作为一个重要参数，仅应用于大地构造和石油勘探的定性解释中。随着野外采集的垂直磁场分量质量的提高，对倾子资料进行系统的模拟和定量解释研究显得十分必要。本文以有限单元法、四边形网格剖分和四面体网格剖分，实现了复杂模型的大地电磁二、三维正演模拟；并对二维倾子、视倾子和三维倾子资料进行数值模拟，描述了倾子资料的性质特征；在OCCAM反演理论基础上，实现了二维倾子资料联合反演算法；最后将倾子和视倾子应用到深部构造研究和浅部工程勘探中。1、以有限单元法为数值模拟工具，推导出了二维大地电磁的边值、变分问题，实现了四边形网格剖分的有限元正演计算；对K型层状介质模型进行模拟，得出的有限元数值解和解析解的视电阻率和阻抗相位曲线基本吻合；并分别采用四边形剖分和矩形剖分有限元正演对异常体模型和斜坡地形模型进行模拟分析，结果显示四边形剖分在反映异常体特征的同时，对地形的影响特征反映更好，验证了二维正演模拟的可靠性。2、在二维正演的基础上，完成了对二维倾子矢量的正演公式的推导。通过对岩性分界、高低阻断层、低阻覆盖体、高低阻异常体以及静态位移等模型的倾子资料正演模拟分析，总结出倾子资料的响应特征：倾子实部和幅值反映特征基本相同，有较好的对应关系，可作为判识倾子异常的重要特征；更适于研究低阻断层的特征，相对高阻断层其反映特征更明显；倾子资料能较好的反映断层的宽度；低阻覆盖体把倾子资料异常位置压低，其压低的尺度与厚度成正比；受静态位移的影响较小；对大地电磁地形影响产生的原因进行了分析，同时建立多个模型来模拟正地形、负地形、地形条件下异常体模型和复杂模型的倾子资料特征，得出了较一致的结论是地形仅对倾子资料高频段的产生影响。3、在对大地电磁视倾子定义的基础上，完善了视倾子资料的推导和计算公式，实现了由TE模式视电阻率和阻抗相位资料计算得到视倾子，通过垂直低阻断层、低阻异常体和倾斜断层等模型的倾子和视倾子对比中发现，在中高频段（频率f≥1Hz）两者有较好的对应性，且视倾子实部和虚部资料比幅值和相位资料反映更好。可以在野外实测资料较好的情况下，采用四分量的观测结果来计算中高频段的视倾子资料，在工程和矿产等勘探深度较浅的领域辅助MT资料的解释。4、讨论了三维大地电磁的边值和加权余量方程，对于四面体单元剖分方式，采用共轭梯度法计算出了有限元求解过程的方程组系数矩阵，最终实现四面体单元剖分的三维大地电磁正演模拟；通过对K型层状介质模型的三维正演模拟结果和二维数值解及一维解析解进行对比，证明了三维正演模拟程序的正确性和有效性。5、在三维正演的基础上，讨论了电磁场各分量、张量阻抗和倾子矢量之间的关系，推导出三维倾子矢量的正演计算公式，通过对垂直断层、二维异常体、二维静态位移和断层等模型进行三维计算，得到的三维倾子模拟结果与二维结果进行对比发现结果基本相同，证明了三维倾子模拟的正确性；同时对三维异常体和三维静态位移模型进行模拟发现：当异常体为三维时，倾子Tz y分量与二维情况基本相同，但异常范围变小且向高频段偏移；Tz x分量比Tz y分量对异常体的反映效果更好，Tz x分量的实部、虚部和幅值均能较好的反映异常体的边界；静态位移对Tz x分量影响较大。6、从OCCAM反演基本理论出发，在目标函数中加入倾子实部和虚部参数，实现了二维倾子资料联合反演算法。通过对断层模型、静态位移下异常体模型以及复杂模型的模拟研究发现：倾子资料对横向电性不均匀反映灵敏，加入反演，降低了反演多解性的影响，提高了反演解释效果；在反演计算过程中，选择较好的初始模型，能有效的减少反演迭代次数，提高反演效果；无论是TE模式、TM模式还是两个模式的联合反演，视电阻率单独反演效果均不佳；加入倾子实部和虚部资料联合反演后，能有效的消除静态效应的影响；加入倾子资料反演后，大大提高了TM模式的纵向分辨能力。7、在龙门山逆冲构造深部电性结构研究中，对倾子资料断面特征进行了分析，将二维倾子资料联合反演应用到资料处理解释中，得到了比较满意的反演效果，为研究区域电性结构和地质综合解释奠定了坚实的基础；在丽江-香格里拉铁路中义隧道研究中，对视倾子的计算和特征进行了分析，通过对比原始数据的直接反演结果和二维倾子资料联合反演结果，研究发现后者更符合实际情况的地质情况，验证了视倾子资料在浅部勘探中的作用，提高了大地电磁方法在工程勘察中的勘探精度。