[发明专利]改进遗传算法的可控源音频大地电磁法一维反演方法

摘要

本发明涉及一种改进遗传算法的可控源音频大地电磁法一维反演的方法。将遗传算法应用于CSAMT一维数据反演，提出了基于频率加权和相位加权相结合的目标函数，提出了基于适应度值排序选择和模拟退火法相结合的选择算子，提出了分段的交叉概率上下限，提出了基于适应度值的自适应交叉概率相结合的交叉算子和基于适应度和基因加权相结合的变异算子，并采用基于概率的最优个体保留策略，用适应度值最大的个体以一定的概率代替适应度值最小的个体。与常用的CSAMT数据反演方法相比，本发明方法不会因为出现病态矩阵而导致反演失败，有助于避免标准遗传算法中的早熟和易陷入局部极值等问题，有利于染色体快速向最优解方向移动，找到最优解。

主权项

1.一种改进遗传算法的可控源音频大地电磁法一维反演方法，包括以下步骤：A、根据实际问题，确定染色体编码规则和迭代终止条件，随机形成初始种群；B、正演计算，对种群中每个染色体，计算其所有频率下的卡尼亚视电阻率和视相位；C、计算目标函数值和适应度值，并判断是否满足迭代终止条件，如果满足，则转步骤E；否则，转步骤D；D、进行遗传操作，包括选择操作、分段交叉操作和变异操作，并结合最优个体保留策略，得到新的种群，转步骤B；E、停止迭代，输出结果；其特征在于，步骤C所述的目标函数值用模型值与观测值之间的相对误差表示，其表达式：式中，E(m)表示染色体m的目标函数值，N是发射的频点数，和分别表示第i个频率下观测的视电阻率和视相位，和分别表示在第i个频率下模型m的视电阻率和视相位，和分别表示在频率i的视电阻率和视相位的权重系数，适应度值代表了再生概率的大小，计算适应度值的函数如下式：f(m)＝e‑E(m)其中f(m)表示染色体m的适应度值，E(m)为染色体m的目标函数值；步骤D所述选择操作，采用基于适应度值的排序选择和模拟退火法相结合的选择方法；通过步骤D计算得到的种群中所有染色体，按照适应度值从小到大的顺序进行排序，并平均分成四份，把第一个1/4复制两份，第二个1/4复制一份，第三个1/4与随机产生一份新个体比较后生成1/4份，以概率t保留较差的个体，其中t采用模拟退火思想，随着迭代次数的增加逐渐减小，ti＝T0*0.99i，其中i代表迭代次数，T0表示模拟退火的初始温度；所述分段交叉操作是指：采用分段的交叉概率上下限和基于适应度值的自适应交叉概率相结合的交叉算子，对随机选择的两个染色体进行交叉操作。