本发明涉及地球物理勘探技术，是一种大地电磁勘探数据处理的三维电阻率级联自动成像方法。采用通常的电磁勘探方法实测并记录目标勘探地区数据，采用从大地电磁测深两个极化方向的电阻率和相位曲线开始，依次顺序进行插值和反演，每次反演成像结果都作为下一次反演的基础，逐次逼近目标客观地质结构成像。本发明每次反演成像结果都作为下一次反演的基础，逐次逼近客观模型，省去了手工输入地电模型的繁琐，节省了时间，由于对三维数据反演结果进行了多次的逼近，因此提高了计算速度，增加了地质资料反演的客观性，还可以应用于其它电磁测深方法。