用改进遗传算法反演地震勘探参数

【摘要】： 地震反演技术在油气勘探开发中有着举足轻重的地位。大部分的地球物理反问题属于多极值的目标函数优化，而将现有的非线性反演理论方法应用于地震反演，是一个尚未解决好的难题。该课题不仅具有较高的学术价值，而且具有广泛的应用前景。 本文介绍了该课题的相关概念、理论，并对遗传算法和模拟退火遗传算法做了深入地研究和阐述，在充分吸收和消化国内外学者关于非线性最优化方法的研究成果的基础之上，提出了以下几项有效的改良措施： 1)在交叉和变异的遗传操作中父代个体参与子代个体竞争，即使用局部保优策略保证算法的收敛性。 2)以模式位方差的附加参数调整变异率即采用自适应调整变异概率使算法的性能提高。与局部保优策略一并使用，只要目标函数选择合理，那么这两种策略使算法既能克服早熟现象的发生，又能够稳定收敛，迭代到某一代数之后，算法稳定收敛于问题的最优解或最优近似解，这种效果在离散问题的求解时会显得更优越。 3)采用全局保优策略即始终记住适应度最好的染色体，尽早捕获全局最优解。并进一步检验算法的收敛性。 4)为了克服遗传算法的欺骗问题，本文在模拟退火遗传算法中引入Boltzmann生存机制，从而保持群体中的多样性，防止最优解的丢失。 5)本文通过对不同进制的换算关系的归纳，总结了一个二进制至十进制的通用算法，可以对同一个例题，用不同进制和不同精度进行反复试算，直至得到满意的结果。本文通过对二至十进制不同进制编码制的试算，去对比寻求地震反演问题中兼顾染色体长度小(即存储空间小)及精度高的编码制。 通过算例分析，验证了改良后的算法是有效且实用的。