基于高阶累积量的紧致遗传算法地震子波恢复研究

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1、基于高阶累积量的紧致遗传算法地震子波恢复研究郑国宗(控制理论与控制工程)指导教师：戴永寿(教授)摘要地震子波恢复是波阻抗反演及正演模拟的基础，本文介绍了统计性子波提取中用到的高阶统计量的基本理论，介绍了地震子波的特性，总结了子波提取的方法、技术，分析了高阶累积量拟合法提取子波的理论依据。论文详细介绍了地震资料处理中常用的非线性寻优技术，h。对最近提出的紧致遗传算法的基本原理进行了研究，基于随机游动理论，分析了紧致遗传算法中概率向量的进化规律，由于随着概率向量的不断进化，两个竞争个体的基因排列越来越相近，降低了概率向量的进化效率，进而提出了一种改进的分级竞争紧致遗传算法，以提高竞争

2、个体基因排列的差异性。在函数优化问题中的仿真结果表明．改进的算法的进化效率和全局寻优能力得到提高。基于高阶累积量拟合法的统计性子波的提取，实质上一个非线性优化问题，本文首次将紧致遗传算法运用到这种方法中，研究了紧致遗传算法分支在实际问题优化求解中的可行性和有效性。课题研究中采用了MATLAB和c++混合编程技术，通过MATLAB和c++的混合编程，有效利用了MATLAB已有的高阶统计工具箱的功能，也发挥了C++运行速度快的优点。最后，本文根据褶积模型产生人工合成地震数据，用紧致遗传算法进行子波提取，仿真结果表明了紧致遗传算法在子波提取中的有效性。关键词：子波提取，高阶累积量，最优

3、化，遗传算法，紧致遗传算法IIStudyofWaveletExtractionUsingCompactGeneticAlgorithmBasedonHigherOrderCumulantsZHENGGuo—zong(ControlTheoryandControlEngineering)DirectedbyProfessorDAJYong-shouAbstractTheextractionofseismicwaveletisthebaseofwaveimpedanceinversionandforwardsimulating．Thispaperintroducesthebasict

4、heoryofhigherorderstatisticsusedforstatisticalwaveletextraction，thenpresentsthecharacteristicofseismicwavelet．Themethodsforwaveletextractionaregenerallysummarized，andthetheoryofwaveletextractionviahigherordercumulantsmatchingapproachisanalyzed．Thefamiliarnonlinearoptimizationmethodsinseismicd

5、ataprocessingarepresentedindetail．Thisworkstudiesthefundamentofthecompactgeneticalgorithm，whichproposedlately,andanalysestheruleoftheprobabilityvectorevolvinginthecompactgeneticalgorithm．Forthetwocompeteindividualsarecloseringenearraywhenthevectorevolvescontinuously,theevolvingefficiencyofthe

6、probabilityvectordegrades．Therefore，animprovedalgorithm，thegradingcompetingcompactgeneticalgo血hm．isproposed．Thesimulationsinfunctionoptimizationshowtheimprovedalgorithmisenhancedwithhigherevolutionefficiencyandglobaloptimization．Waveletextractionviahigherordercumulantsmatchingapproachisessent

7、iallyaproblemofnonlinearoptimization，SOthecompactgeneticalgorithmisfirstlyusedtoresolvethisproblemforstudyingtheIIIavailabilityofthisbranch．TheresearchmakesuseofMATLABandC++．Byhybridprogramming,notonlythehigherorderstatisticstoolsofMATLABarea