一種基于和聲搜索算法的地面核磁共振反演方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種基于和聲搜索算法的地面核磁共振反演方法，其先建立了約束R-TLS反演模型，在背景區(qū)域電阻率分布值序列和測量信號的初始振幅值序列都存在誤差的條件下，提高反演精度；后提出了IHS改進的和聲搜索算法以求解通過公式推導將該模型轉(zhuǎn)化為受條件約束的非線性優(yōu)化的問題。IHS算法使得標準HS算法前期具有良好的遍歷性、后期求解具有高精度特性；且由于約束條件的限制，該IHS算法在反演矩陣方程為欠定方程時仍能精確求解，消除了反演模型中對含水層最大劃分層數(shù)的限制。
【專利說明】—種基于和聲搜索算法的地面核磁共振反演方法【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及地面核磁共振【技術(shù)領域】，具體涉及一種基于和聲搜索算法的地面核磁共振反演方法。
【背景技術(shù)】
[0002]地面核磁共振(SurfaceNuclear Magnetic Resonance,簡稱 SNMR)技術(shù)具有操作簡單、信息量豐富和定量反演等特性，而且是目前世界上唯一的一種直接找水的物探方法。SNMR技術(shù)的原理是:通過向地下發(fā)射一系列不同大小的脈沖矩，以激發(fā)不同深度范圍內(nèi)水中氫核，使其發(fā)生能量躍遷，當發(fā)射機停止發(fā)射信號時，已發(fā)生能量躍遷的氫核將恢復自由狀態(tài)，接收天線能感應到該過程氫核釋放能量的多少，接收機采集接收天線感應的信號，通過對接收信號反演解釋，能判定探 測范圍內(nèi)的水文地質(zhì)構(gòu)造。該技術(shù)在探測地下水、考古、地下水污染檢測等領域得到了一定的應用。
[0003]近年來，在許多專家和學者的努力研究下，SNMR技術(shù)得到了進一步的完善。其中，在SNMR信號反演方面，一維正反演理論較為成熟，并正在深入研究二維、三維正反演模型。SNMR信號反演都是以正演方程An = E為理論依據(jù)進行求解的，其中，A為核函數(shù)矩陣、E為各激發(fā)脈沖矩對應的SNMR信號初始振幅值、η為各層地質(zhì)體含水量。探測區(qū)域背景電阻率空間分布情況決定核函數(shù)矩陣A的特性，而測點的電阻率值往往是通過一些物探方法或者周圍區(qū)域現(xiàn)有的鉆井信息獲得，這使得核函數(shù)矩陣A必然存在一定誤差。
[0004]但是，當前文獻刊登的反演算法都是在假設探測區(qū)域背景電阻率空間分布為精確值的條件下進行的，這影響了相關(guān)算法的反演精度，尤其是在背景區(qū)域電阻率值小于50歐米的條件下，背景電阻率存在較大估計誤差時，會導致反演結(jié)果無效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有層狀地質(zhì)電模型中SNMR反演算法對背景區(qū)域電阻率的分布存在的估計誤差，提供一種基于和聲搜索算法的地面核磁共振反演方法。
[0006]為解決上述問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0007]一種基于和聲搜索算法的地面核磁共振反演方法，包括如下步驟:
[0008]步驟1，將正演階段所建立的約束總體最小二乘模型的目標函數(shù)，抽象為反演求解模型
【權(quán)利要求】
1.一種基于和聲搜索算法的地面核磁共振反演方法，其特征是包括如下步驟: 步驟1，將正演階段所建立的約束總體最小二乘模型的目標函數(shù)，抽象為反演求解模型
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于和聲搜索算法的地面核磁共振反演方法，其特征是步驟I具體為: 步驟1.1，在正演階段建立約束總體最小二乘模型，其目標函數(shù)為

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于和聲搜索算法的地面核磁共振反演方法，其特征是步驟I中，限制模型平坦度的偏導數(shù)矩陣L取I次或者2次偏導數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于和聲搜索算法的地面核磁共振反演方法，其特征是,步驟2中，和聲記憶庫HM中的元素nu為O至I之間的隨機數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于和聲搜索算法的地面核磁共振反演方法，其特征是，步驟5中，記憶庫選取概率HMCR根據(jù)迭代次數(shù)進行動態(tài)調(diào)整，即
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于和聲搜索算法的地面核磁共振反演方法，其特征是，步驟5中，音調(diào)被調(diào)概率PAR根據(jù)迭代次數(shù)進行動態(tài)調(diào)整，即
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于和聲搜索算法的地面核磁共振反演方法，其特征是，步驟5中，擾動步長bw根據(jù)迭代次數(shù)進行動態(tài)調(diào)整，即
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于和聲搜索算法的地面核磁共振反演方法，其特征是:所述最大迭代次數(shù)Nmax的取值范圍介于4800~5100之間；所述反演精度閾值Threshold的取值范圍介于0.5Χ10-8~1.2Χ10-8之間。
【文檔編號】G01V3/38GK104007478SQ201410252327
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年6月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月9日
【發(fā)明者】王國富, 張海如, 張法全, 葉金才, 龐成, 韋秦明, 李宗敏 申請人:桂林電子科技大學