Przydatność transformacji i wizualizacji map pól potencjalnych w rozwiązywaniu problemów geologicznych wykazał w rozprawie habilitacyjnej Transformations and visualization of potential field data, przedstawionej w kwietniu 2001 w Instytucie Geofizyki PAN. Po uzyskaniu stopnia doktora habilitowanego został mianowany docentem w Państwowym Instytucie Geologicznym.
Stanisław Wybraniec uczestniczył w opracowaniu szeregu generalnych programów badawczych, takich jak Podstawowe problemy głębokich badań geofizycznych i geologicznych obszaru Polski, czy Program geologicznych badań regionalnych w Polsce — Paleozoiczna Akrecja Polski. Był również współautorem opracowania Kompleksowa interpretacja grawimetryczno-magnetyczna Polski zachodniej z 1998, za które Zespół pod kierunkiem Elżbiety Cieśli otrzymał Nagrodę Specjalną Dyrektora Państwowego Instytutu Geologicznego. Był też inicjatorem półszczegółowego zdjęcia magnetycznego Polski oraz banku danych magnetycznych.