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遗传算法是近些年来产生和发展的一种模拟生物进化过程的自适应启发式全局优化的搜索算法。它不完全依赖于初始猜测,且具有全局收敛的特点,可以被用来解决各种复杂的实际问题,如工程优化设计,人工智能和决策系统,以及地球物理反演等。尽管遗传算法是一种效率很高的全局优化算法,但许多仿真结果表明,它具有计算时间长,局部搜索能力弱的缺点。而共轭梯度法属于非启发式全局优化搜索方法,收敛速度快,但容易陷入局部极值,且严重依赖初始猜测。根据遗传算法和共轭梯度法的特点,这里提出了一种混合遗传算法,用来进行地球物理反演。该算法既具有遗传算法的全局收敛性,又有共轭梯度法的快速收敛性,经实际应用,取得了良好的效果。 相似文献
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重磁反演的群体优生遗传算法 总被引：7，自引：1，他引：6
重磁反演常具有众多变量,通常的遗传算法编码方式和搜索模式不能适用。采用０—１ 编码群体优生遗传算法,实现了把遗传算法运用于众多变量的重磁反演,使用进化变异能使运算后期顺利收敛,同时更加接近全局极值,取得了良好的实用效果 相似文献
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含水层参的反演是一个复杂的非线性优化问题，针对传统二进制遗传算法收敛性能差的缺陷，提出了反演含水层参数的十进制遗传算法.以直线隔水边界附近的井流模型为例，讨论了十进制遗传算法在含水层参数反演中的应用，并与二进制遗传算法的进行比较.结果表明，该方法在含水层参数的反演中不仅是可行的，而且具有较好的确定性和较高的精度;与二进制遗传算法相比，十进制遗传算法的收敛性较好，省时高效，且表示较为自然，容易引入相关领域知识.同时，结合实例的分析结果得出种群的规模对算法的收敛性没有明显的影响。 相似文献
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覃伟 《水文地质工程地质》2021,48(6):161-170
针对传统的优化算法难以在具有变量多、约束条件复杂、局部极值点多的边坡临界滑动面搜索中取得较好效果的问题,提出双重变异遗传算法（DMGA）。一方面,该算法通过探测变异操作提升算法的局部寻优能力,通过直接变异操作提升算法的全局寻优能力,两者的结合使算法能够在搜索的广度与深度上达到较好的平衡;另一方面,算法采用考虑个体适应度值与进化代数的自适应交叉概率及自适应变异概率,使算法在进化的早期能够增加种群的多样性,在进化的后期能够保护较优的个体不受破坏。将该算法与简化Bishop法相结合,对澳大利亚计算机应用协会（ACADS）提供的考核题及一个海堤边坡工程实例进行分析,计算结果表明:（1）对于均质边坡和非均质边坡,该方法均能准确搜索到边坡的临界滑动面及相应的安全系数;（2）与仅进行直接变异或探测变异的遗传算法相比,双重变异遗传算法具有更强的全局搜索能力及更好的鲁棒性,具有广阔的应用前景。 相似文献
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Rashed Poormirzaee 《Arabian Journal of Geosciences》2016,9(16):673
The refraction microtremor method has been increasingly used as an appealing tool for investigating near surface S-wave structure. However, inversion, as a main stage in processing refraction microtremor data, is challenging for most local search methods due to its high nonlinearity. With the development of data optimization approaches, fast and easier techniques can be employed for processing geophysical data. Recently, particle swarm optimization algorithm has been used in many fields of studies. Use of particle swarm optimization in geophysical inverse problems is a relatively recent development which offers many advantages in dealing with the nonlinearity inherent in such applications. In this study, the reliability and efficiency of particle swarm optimization algorithm in the inversion of refraction microtremor data were investigated. A new framework was also proposed for the inversion of refraction microtremor Rayleigh wave dispersion curves. First, particle swarm optimization code in MATLAB was developed; then, in order to evaluate the efficiency and stability of proposed algorithm, two noise-free and two noise-corrupted synthetic datasets were inverted. Finally, particle swarm optimization inversion algorithm in refraction microtremor data was applied for geotechnical assessment in a case study in the area in city of Tabriz in northwest of Iran. The S-wave structure in the study area successfully delineated. Then, for evaluation, the estimated Vs profile was compared with downhole data available around of the considered area. It could be concluded that particle swarm optimization inversion algorithm is a suitable technique for inverting microtremor waves. 相似文献
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自然电位法是一种成本低廉,野外观测操作简便的天然源地球物理勘探方法。自然电位数据反演具有病态和非线性的特征。常规反演算法分为局部优化类和全局搜索类,但基于梯度运算的局部优化算法难以求得全局最优解且反演效果依赖于初始模型的构建,而传统全局搜索算法又存在收敛速度慢,易陷入局部极值和不稳定的缺点。基于此,对一种新的全局优化策略(麻雀搜索算法)进行改进,通过混沌映射叠加反向学习策略初始化麻雀种群,再依随机概率使用Levy飞行策略更新麻雀个体位置来进一步提升算法对于解空间的探索能力和增强算法跳出局部极值的可能性。将改进前后的麻雀搜索算法分别应用于合成自然电位数据(不含与含10%、30%的随机噪声)与来自印度和法国的实测数据的反演解释中以对比检验改进算法的反演效果。理论测试结果表明：麻雀搜索算法(SSA)在无噪声干扰下的垂直圆柱和倾斜板模型数据反演误差为0.42%和0.25%,相同情况下改进麻雀搜索算法(ISSA)的反演误差为0.06%和0.07%,改进后算法拟合精度提高到3～7倍,对比目标函数收敛曲线图中ISSA的收敛速度与收敛精度都要明显优于SSA;SSA反演参数的稳定性、精度和异常响应曲线拟... 相似文献
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MAPGIS目前还没有提供直接由坐标数据输入成图的功能.利用VB开发的一个直接使用现成数据源生成MAPGIS的明码数据格式文件的系统,使得将现有数据加载到相关的地形、地质、物探等成果图件上的操作变得简单和十分方便.论述了系统的开发思路和主要特点. 相似文献
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随着地球物理设备和探测技术的不断发展,快速处理大规模地球物理数据的需求也随之增长。为了解决三维重力数据密度反演的耗时问题,提出一种并行的预处理共轭梯度算法来提高计算效率。本文分别采用两种不同的预处理算子通过组合模型数据反演进行测试比较,并利用迭代残差和计算用时共同评价其加速效果。结果表明：对称逐次超松弛预处理方法比对角预处理方法反演计算速度快,密度结果更贴近实际模型;与传统串行的共轭梯度算法相比,本文并行预处理快速算法可以获得近19倍的加速比。将该算法应用于美国Vinton盐丘的实测重力数据中,反演结果能够很好地圈定出岩体的位置,验证了本文并行预处理共轭梯度法在三维重力数据快速反演中的高效性和可行性。 相似文献
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由于地球物理反演存在固有的多解性问题,如何减小多解性,提高地球物理方法反演结果的可靠性和准确性是当今地球物理领域研究的热点。为了减小大地电磁与地震反射波走时资料反演的多解性,在Gallardo和Meju研究的交叉梯度理论的基础上,实现大地电磁与地震反射波走时数据的二维联合反演算法;设计理论地电模型和速度模型进行合成数据的单独反演和联合反演试算,并验证大地电磁和地震反射波走时数据二维联合反演算法的正确性和有效性。反演结果表明,利用交叉梯度方法耦合大地电磁电阻率参数和地震波速度参数能使联合反演过程中的这两个模型在更新的时候相互约束,联合反演结果比单一反演结果更接近真实模型,从而使反演结果更可靠,减少了反演解的多解性。 相似文献
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用遗传算法反演各向异性介质弹性参数 总被引：3，自引：1，他引：2
研究了用遗传算法来反演各向异性介质的弹性常数。首先概述遗传算法的基本原理,然后以横向各向同性介质的一维模型反演为例,重点讨论了交换概率、更新概率、变异概率和控制温度对反演收敛速度的影响。为改进收敛性能,反演中利用模拟退火法中的控制温度对目标函数作尺度变换,并采用了层剥离技术。对有噪及二维情形也作了考虑。计算表明遗传算法反演是一种良好的非线性反演方法。 相似文献
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评地球物理反演的发展趋向 总被引：19，自引：0，他引：19
自 2 0世纪 70年代以来 ,地球物理反演方法已走向成熟 ,这些方法包括地震走时反演与波场反演、层析成像反演、线性化迭代反演、仿真淬火法反演、遗传算法及联合反演方法等。地震反演的目标不仅仅是波速模型 ,而且是地球内部的精细组构和动力学过程 ,并向密度、各向异性及粘度等更多参数成像发展。波动方程线性化迭代反演基于开放物理系统状态发生相变的原理 ,要进一步改善模型参数化的技术和迭代过程的自组织 ;仿真淬火法与遗传算法基于自然过程的指数率或生物演化的优生率 ,可以相互结合以提高解估计的分辨率与置信度 ;联合反演要结合岩石物理性质的统计规律 ,才能取得兼容地质与综合方法的应用效果。地球动力学中的反问题不仅涉及偏微分方程系数项的求解 ,而且涉及初始条件或初始边界的求解 ,对地球动力学作用过程研究特别重要。 相似文献
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为提高网格环境下海量空间数据管理与并行化处理效率,将网格环境下的分布并行处理技术与空间索引相融合,提出了一种空间索引框架(grid slot and hash R tree,GSHR-Tree).该索引树结构基于散列hash表和动态空间槽,结合R树结构的范围查询优势和哈希表结构的高效单key查询,分析改进了索引结构的组织和存储.构造了适合于大规模空间数据的网格并行空间计算的索引结构,该索引树算法根据空间数据划分策略,动态分割空间槽,并将它们映射到多个节点机上.每个节点机再将其对应空间槽中的空间对象组织成R树,以大节点R树方式在多个节点上分布索引数据.以空间范围查询并行处理的系统响应时间为性能评估指标,通过模拟实验证明,该GSHR-Tree索引满足了当前网格环境空间索引的需要,并具有设计合理、性能高效的特点. 相似文献
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波阻抗反演中的全局寻优策略 总被引：1，自引：1，他引：1
针对常规基于模型的波阻抗反演方法严重依赖于初始模型的选择和易陷入局部最优等局限性，提出了一种新的全局寻优策略。该反演策略是在常规测井约束反演的框架中加入一定次数的遗传全局搜索机制。如果迭代过程一旦陷入局部最优解；就可以把已经形成的局部最优解作为寻优的新起点，在此基础上进行全局遗传寻优，搜索更优的反演结果。通过模型数值计算和实际资料处理，表明该反演策略具有跳出初始模型控制的优良性能和良好的实际反演效果。 相似文献
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地球物理反演中的差分进化算法 总被引：1，自引：0，他引：1
为避免传统线性反演过程中极度依赖初始模型的选取、易陷入局部最优解的问题,在综合研究现有地球物理非线性反演方法的基础上,引入了非线性领域群体智能算法—差分进化算法,并以电测深方法为例,建立起了差分进化算法的非线性反演模型,通过对所建模型试算及实测数据验证,证实该方法具有反演速度快、精度高等优点,并可推广应用于二维或三维电测深反演理论之中。最后将该算法在内蒙古某多金属矿勘查中进行了实际推广,取得了较好的效果。 相似文献
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Using a genetic algorithm for 3-D inversion of gravity data in Fuerteventura (Canary Islands) 总被引：2，自引：0，他引：2
The use of genetic algorithms in geophysical inverse problems is a relatively recent development and offers many advantages in dealing with the non-linearity inherent in such applications. We have implemented a genetic algorithm to efficiently invert a set of gravity data. Employing several fixed density contrasts, this algorithm determines the geometry of the sources of the anomaly gravity field in a 3-D context. The genetic algorithms, based on Darwins theory of evolution, seek the optimum solution from an initial population of models, working with a set of parameters by means of modifications in successive iterations or generations. This searching method traditionally consists of three operators (selection, crossover and mutation) acting on each generation, but we have added a further one, which smoothes the obtained models. In this way, we have designed an efficient inversion gravity method, confirmed by both a synthetic example and a real data set from the island of Fuerteventura. In the latter case, we identify crustal structures related to the origin and evolution of the island. The results show a clear correlation between the sources of gravity field in the model and the three volcanic complexes recognized in Fuerteventura by other geological studies. 相似文献
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介绍了在矿产勘查寻找隐伏矿体时,将可控源音频大地电磁测深二维反演结果与其他物探方法结合起来,能起到较好的找矿效果。 相似文献
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应用地球物理数据处理与分析 总被引：5，自引：1，他引：4
从理论和方法技术两个角度讨论了应用地球物理学数据分析当前存在的问题,并对当前学科发展前沿的非线性反演问题进行了重点分析。笔者认为,当前这个领域主要存在８个理论问题,它们影响了学科的发展,同时还存在４个方法技术问题,限制了应用效果。由于从地球物理数据中提取信息和数据处理中不可避免地产生人造假象是相互矛盾的,当前的研究方向是“最大限度地从地球物理数据中提取信息的同时,有效地抑制人造假象”。主要的研究应集中在非线性技术与地球物理反演的结合部上,以开创非线性反演的理论体系。这个体系应突破正则化思维的束缚,引入非线性系统自组织、地球物理场的非线性属性等新概念,融信息科学、数理科学与地球科学为一体,为全球能源资源的勘查开发和环境监控服务。 相似文献
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基于遗传算法的叠前地震波形反演构建虚拟井曲线 总被引：1，自引：0，他引：1
叠前地震波形反演能够提供详细的地下地层特征，但由于其计算量大、数据和模型之间的非线性、目标函数的多极值和反演结果的多解性使叠前地震反演的实施成为一大难点。本文通过叠前和叠后混合反演技术采用遗传算法实现了深海无井地震反演。遗传算法思想简单、易于实现和使用、具有隐含并行性和全局搜索能力等优点，基于遗传算法的叠前地震波形反演得到了与井中实际数据基本吻合的速度和密度数据。 相似文献