16148.基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的瞬變電磁快速成像方法研究

1、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的瞬變電磁快速成像方法研究重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文(學(xué)術(shù)學(xué)位)學(xué)生姓名：陳廣指導(dǎo)教師：付志紅教授專業(yè)：電氣工程學(xué)科門類：工學(xué)重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院二O一四年十月重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要I摘要瞬變電磁探測（TransientElectromagicMethod）是一種時間域電磁法，通過接收、處理地下電磁信號得到地下探測目標(biāo)的信息，具有頻帶寬、分辨率高、使用簡單的特點(diǎn)，TEM成像有反演法和視電阻率法。前者需初始模型，計(jì)算量大；后者

2、雖不需要初始模型，但計(jì)算耗時，兩種方法都難以達(dá)到實(shí)時成像的目的。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)已應(yīng)用于地球物理反演中，但尚未在瞬變電磁視電阻率成像中得到應(yīng)用。反演法中神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的正確性完全依賴于先驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和泛化性，本文提出基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的瞬變電磁快速成像，克服先驗(yàn)數(shù)據(jù)量大、計(jì)算耗時的缺點(diǎn)，以達(dá)到實(shí)時成像的目的。論文主要做了以下工作：1）介紹了瞬變電磁的基本理論，以及中心回線方式下瞬變電磁的響應(yīng)特征。討論了瞬變電磁視電阻率數(shù)值計(jì)算方法與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)映射下的求

3、解理論。2）研究基于非線性模式的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)電阻率計(jì)算方法。以磁感應(yīng)強(qiáng)度為輸入、電阻率為輸出建立網(wǎng)絡(luò)。比較不同算法和神經(jīng)元個數(shù)對網(wǎng)絡(luò)收斂速度、精度的影響，得到采用列文伯格馬夸特法及隱藏層含10個神經(jīng)元的最佳BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。3）提出基于曲線擬合模式的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)視電阻率計(jì)算方法?；诜蔷€性方程求解模式的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)視電阻率計(jì)算方法訓(xùn)練多組網(wǎng)絡(luò)方能達(dá)到成像目的，其過程復(fù)雜耗時?；谇€擬合模式的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)視電阻率計(jì)算方法克服此缺點(diǎn)，以核

4、函數(shù)為輸入、瞬變場參數(shù)為輸出建立網(wǎng)絡(luò)，訓(xùn)練一組網(wǎng)絡(luò)便可達(dá)到成像目的。選擇不同的隱藏層神經(jīng)元個數(shù)和訓(xùn)練方法訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)，得到采用列文伯格馬夸特法及隱藏層含10個神經(jīng)元的最佳BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，訓(xùn)練過程簡單、高效。4）基于曲線擬合模式，提出遺傳算法優(yōu)化的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，即GABP。針對BP網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練收斂速度慢、易陷入局部極小值的缺陷，引入遺傳算法優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)權(quán)值。對比兩種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理塊狀高阻仿真數(shù)據(jù)的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，GABP的收斂速度、精度和成像質(zhì)量都得到了改