[发明专利]一种基于最佳保留策略的遗传算法波阻抗反演方法

说明书

一种基于最佳保留策略的遗传算法波阻抗反演方法，属于地球物理反演领域，特别是关于油气地球物理勘探技术中的波阻抗反演技术，旨在提供一种改进遗传算法波阻抗反演方法，用于解决标准遗传算法在波阻抗反演中的早熟收敛问题，使得反演结果更加可靠，主要包括如下步骤：①根据褶积模型构建波阻抗反演的目标函数；②应用同态理论估算地震子波；③采用二进制编码方式对波阻抗进行编码；④用目标函数计算每个个体的适应度值，并依此对个体进行量化评价；⑤根据最佳保留策略的选择方式生成新一代种群；⑥根据设计的交叉、变异算子进行遗传操作；⑦根据对应的解码方式将个体基因型转化成表现型并实现算法循环；⑧采用递归法求波阻抗。

技术领域

本发明提供了一种基于最佳保留策略的遗传算法波阻抗反演方法，属于地球物理反演领域，特别是关于油气地球物理勘探技术中的波阻抗反演技术，用于解决标准遗传算法在波阻抗反演中的早熟收敛问题。

背景技术

标准遗传算法在实际应用时存在早熟收敛和收敛速度慢的弱点，目前的改进方法大都针对种群的宏观操作、基因操作、遗传算子改进和并行化运算等方面。在编码方式上，发展了动态编码方式、浮点数编码方式、格雷编码方式等，在种群的宏观操作方面，姚卫粉(2015年)提出了动态小生境协同进化模型，在选择算子的改进方面，张晶(2015年)提出了自适应排序选择方式，在交叉算子改进方面，Davis(1991年)提出了序号交叉算子和均匀排序交叉算子，在变异算子的改进方面，刘丽(2015年)提出了基因位自适应变异遗传算子，上述改进算法在不同程度上提高了遗传算法的搜索性能，但针对波阻抗反演的具体问题以上改进措施相比于标准遗传算法，实施过程繁琐，针对不同问题适应性较差，在收敛性方面未能体现出明显优势。本发明从选择算子着手，提出一种基于最佳选择策略的遗传算法，能有效克服波阻抗反演问题中的早熟收敛问题，适应性好，容易实现。

发明内容

本发明旨在提供一种克服标准遗传算法在波阻抗反演中早熟收敛问题的改进遗传算法，它是在标准遗传算法基础上，保证其它遗传算子不变，放弃赌轮选择方式，采用一种最佳保留策略选择方式。

本发明的具体步骤包括：

(1)初始化操作，设置控制参数和产生初始种群，并计算种群的适应度值。

(2)将父代种群中的个体按适应度值大小进行排序，求种群的平均适应度值，将适应值大于平均适应度值的个体直接遗传到下一代种群中。

(3)以最高适应度值为模板，适应度值与具有最高适应度的个体作互相关判断，将适应度值高且相关性差异较大的个体组成新的种群。

(4)根据(3)中原则，逐次以适应度值高的个体为模板，选择不同模板的个体组成新的种群。

(5)判断是否达到种群规模，如果是，则进行下一步交叉、变异等遗传操作，否则将去除的个体按适应度值大小顺次补足种群所缺数量，直至达到种群规模为止。

本发明是一种基于最佳保留策略的遗传算法波阻抗反演方法，具有如下特点：

(1)基于最佳保留策略的遗传算法，采取一种基于按个体适应度大小排序、互相关、选择等操作的选择方式，保证了在每次进化过程中，子代能够保留父代中的最佳个体，保证种群基因的多样性和交叉、变异操作的稳定性，避免了基于赌轮选择方式下的标准遗传算法产生的早熟现象，使算法最终可以搜索到全局最优解。

(2)相比于其它改进的遗传算法，针对波阻抗反演问题实现简单，算法稳定性好，计算速度快。

附图说明