师学明;王家映;

• 1:中国地质大学地球物理与空间信息学院
• 2:中国地质大学地球物理与空间信息学院 武汉430074
• 3:武汉430074

摘要(Abstract)：

遗传算法是一种通过模拟自然进化过程来搜索最优解的非线性优化算法,它模拟达尔文的进化论,即生物的进化总是遵循适者生存、优生劣汰的规则。遗传算法用于地球物理反演的基本思想是从模型群体开始搜索,把模型参数用二进制进行编码,将模型空间的点映射到染色体空间的染色体,然后通过选择、交换和变异等遗传操作对模型群体进行繁殖,逐次迭代,在模型参数空间进行群体搜索,最后求取非线性反演问题整体极值所对应的最优解或近似最优解。遗传反演算法利用了生物进化过程和地球物理反演问题求解过程的相似性,开辟了地球物理反演的新途径,是非线性反演算法中一种最常用的算法。遗传算法是一种非线性的全局优化算法,它可避免目标函数梯度类方法的缺点,同时也可明显提高模型参数空间随机搜索的效率。本讲座概要地介绍了遗传算法的基本原理,遗传操作的基本步骤及实现方法,并给出了遗传算法在地球物理资料反演中的实例,最后总结和归纳了遗传算法的特点以及该方法的局限性。

关键词(KeyWords)： 遗传算法;非线性;反演;地球物理

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation): 湖北省杰出青年基金项目(编号:2007ABB037);; 国家自然科学基金(编号:40204007)资助

作者(Authors): 师学明;王家映;

参考文献(References)：

• [1]王家映.地球物理反演理论[M].北京:高教出版社,2002.
• [2]王家映.地球物理资料非线性反演方法讲座(一)地球物理反演问题概述[J].工程地球物理学报.2007,4(1):1~3.
• [3]杨文采.线性地球物理反演方法回顾与展望[J].地球物理学进展,2002,17(2):255~261.
• [4]姚姚.地球物理反演基本理论与应用方法[M].武汉:中国地质大学出版社,2002.
• [5]王家映.地球物理资料非线性反演方法讲座(二)蒙特卡洛法[J],2007,4(2):81~85.
• [6]师学明,王家映.地球物理资料非线性反演方法讲座(三)模拟退火法[J],2007,4(3):165~174.
• [7]师学明,王家映.一维层状介质大地电磁模拟退火反演法[J].地球科学———中国地质大学学报,1998,23(5):542~545.
• [8]Holland J H.Adaptation in natural and artificial sys-tems[M].Michigan:University of Michigan Press,1975.
• [9]师学明,王家映,张胜业,等.多尺度逐次逼近遗传算法反演大地电磁资料[J].地球物理学报,2000,43(1):122~130.
• [10]Stoffa P L and Sen M K.Nonlinear multiparameteroptimization using genetic algorithms:Inversion ofplane-wave seismograms[J].Geophysics,1991,56(11):1794-1810.
• [11]Wilson W G,Laidlaw W G,Vasudevan K.Residu-al statics estimation using the genetic algorithm[J].Geophysics,1994,59(5):766~774.
• [12]Mallick S.Model-based inversion of amplitude-variation-with-offset data using a genetic algo-rithm[J].Geophysics,1995,60(4):939~954.
• [13]Boschetti F,Dentith M C,List R D.Inversion ofseismic refraction data using genetic algorithms[J].Geophysics,1996,61(6):1715~1727.
• [14]Benjamin S.Cross hole tomography imaging usinggenetic algorithm[A].Expanded abstract of SEGmeeting[C],1997.329~333.
• [15]王兴泰,李晓芹,孙仁国.电测深曲线的遗传算法反演[J].地球物理学报,1996,39(2):279~285.
• [16]Zhang J,Wang C Y,Shi Y,et al..Three-dimen-sional crustal structure in central Taiwan from grav-ity inversion with a parallel genetic algorithm[J].Geophysics,2004,69(4):917~924.
• [17]陶春辉,何樵登,王晓春.用遗传算法反演层状弹性介质[J].石油地球物理勘探,1994,29(2):156~165.
• [18]杨文采.地球物理反演的遗传算法[J].石油物探,1995,34(1):116~112.
• [19]柳建新,童孝忠,李爱勇,等.MT资料反演的一种实数编码混合遗传算法[J].中南大学学报(自然科学版),2007,38(1):160~163.
• [20]石耀林,金文.面波频散反演地球内部构造遗传算法[J].地球物理学报,1995,21(1):189~198.
• [21]赵改善.求解非线性最优化问题的遗传算法[J].地球物理学进展,1992,7(1):90~96.