混沌遗传算法研究及其在地震子波提取中的应用论文

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1、混沌遗传算法研究及其在地震子波提取中的应用毕业论文目录第1章前言11.1课题背景及研究意义11.2研究现状21.2.1地震子波估计的研究现状21.2.2优化算法在子波提取中的研究现状21.2.3混沌遗传算法的研究现状21.3本文的主要研究内容3第2章遗传算法的关键技术及不足之处分析52.1标准遗传算法52.2遗传算法的关键技术62.2.1编码方式的多样化72.2.2初始种群的产生82.2.3选择算子82.2.4交叉算子102.2.5变异算子112.3遗传算法的不足之处及其解决途径122.4本章小结15

2、第3章混沌遗传算法研究163.1混沌优化163.1.1混沌优化的基本思想163.1.2混沌优化的理论依据183.1.3混沌优化的研究现状223.2用于优化的混沌映射223.2.1用于优化的混沌映射223.2.2猫映射与logistic、tent映射的比较243.3基于猫映射的混沌遗传算法253.3.1混沌遗传算法的步骤25i3.3.2计算机仿真实例293.3.3算法的性能评价293.4本章小结32第4章混沌遗传算法在MA模型下的地震子波提取应用334.1地震褶积模型334.2地震子波MA模型描述344

3、.3累积量拟合目标函数的建立354.4MA模型参数估计374.4.1仿真数据实验374.4.2实际数据实验414.5本章小结42第5章混沌遗传算法在ARMA模型下的地震子波提取应用435.1相关分析法识别模型435.2地震子波ARMA描述455.3累积量拟合目标函数的特点465.4ARMA模型参数估计465.4.1仿真数据实验475.4.2实际数据实验485.5模型定阶与参数估计485.6本章小结52总结与展望53参考文献54攻读硕士学位期间取得的学术成果58致谢59i中国石油大学（华东）硕士学位论文

4、第1章前言1.1课题背景及研究意义石油是经济赖以运转的血液，当今世界的主要能源，对现代社会的发展有深远的影响。获取比较准确的地下油气藏分布信息在油气田开发过程中起着先导作用。地震勘探技术是目前最为有效的油气勘探与开发的地球物理方法。随着油气勘探开发的不断深入，对地震勘探技术的要求越来越高，高分辨率地震勘探需要高频率、高信噪比、宽频带的地震波。对于地震勘探技术而言，提高地震子波分辨率的方法为反褶积和地震记录子波零相位化。而地震子波的精确提取是应用反褶积和地震记录零相位化来提高地震记录分辨率[1]的前提。

5、因此，地震子波的精确提取直接影响着地震记录分辨率的高低。地震子波提取(估计)作为地震资料反褶积处理、地震波阻抗反演及正演模拟的基础，其提取精度直接影响着后续地震资料处理和地震资料解释的可靠性和准确性。高阶统计量不仅可以保持信号的相位信息，而且能够压制任意加性高斯噪声[2]，因此被广泛地用于混合相位的地震子波提取中。基于累积量拟合法的子波提取能够充分地利用所有的地震记录数据，因此它在高精度、高分辨率的子波提取中得到了广泛的应用。但是累积量拟合法子波提取所建立的拟合优化模型极为复杂，传统的优化算法很难求解

6、。因此，非线性优化算法的选取对于高效率、高精度的子波提取是至关重要的。遗传算法具有快速随机的搜索能力，用群体取代个体进行搜索，具有内在的并行性；搜索过程中使用评价函数，过程简单易行；使用概率转换机制，具有随机性，可扩展性，容易与其他优化算法相结合。但是遗传算法在寻优的过程中没有及时利用网络的反馈信息，算法的收敛速度受到一定的限制，算法对初始种群的选择具有一定的依赖性，易“早熟”收敛，因此融合混沌优化算法进行改进。混沌运动具有遍历性、随机性、规律性等特点，混沌运动的遍历性即混沌运动能在一定范围内按其自身

7、的规律不重复地历经所有的状态；混沌对初始值的变化极为敏感；混沌的这些特点能够作为一种优化机制来维持种群的多样性，从而弥补遗传算法易陷入局部最优、收敛速度慢的缺陷。同时混沌变异能够对个体进行启发式地操作，结合了混沌机制的遗传算法计算效率高，易跳出局部解进行全局寻优。59中国石油大学（华东）硕士学位论文1.2研究现状1.2.1地震子波估计的研究现状地震子波信号的提取分为确定性子波提取方法和统计性子波提取方法。确定性子波提取方法指的是利用密度测井和声波测井资料，计算反射系数系列，结合井旁地震由褶积理论求出地

8、震子波，其中假设地震参数需要由测井等方法得到[3,4,5]。其优点是不需要对反射系数序列的分布做任何假设，就能得到较为准确的地震子波，但该方法由于需要测井资料及震源信息计算反射系数，应用范围受到限制。统计性子波提取方法利用信号处理技术对有限的地震数据记录进行统计处理，充分利用地震数据记录的幅值、相位、频率等各种信息提取子波。其优点是不需要测井资料，也可以得到地震子波的估计，但缺点是需要对地震资料和地下反射系数序列的分布进行假设(最小相位、零相位、最大相位