[發(fā)明專利]一種基于強化學(xué)習(xí)的自適應(yīng)廣域電磁法激電信息提取方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110386529.1
• 申請日: 2021-04-12
• 公開（公告）號: CN113204054B
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 董莉;江沸菠;李小龍;肖林
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南工商大學(xué)
• 主分類號: G01V3/08
• 分類號: G01V3/08
• 代理公司: 湖南科云知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 43253
• 代理人: 何方

本發(fā)明公開了一種基于強化學(xué)習(xí)的自適應(yīng)廣域電磁法激電信息提取方法，其特征在于，通過定義敏感度作為反演參數(shù)識別的特征，同時采用強化學(xué)習(xí)的方法來實現(xiàn)自適應(yīng)反演參數(shù)的識別和正則化設(shè)置，從而實現(xiàn)智能化的激電信息提取。通過本發(fā)明方法，由于反演前期電阻率對觀測數(shù)據(jù)的影響遠大于極化率，因此電阻率的敏感度將高于極化率，此時的反演以電阻率為主，對電阻率參數(shù)施加先驗信息約束，對極化率參數(shù)施加強限制約束；而后期電阻率趨于穩(wěn)定，極化率的敏感度將高于電阻率，此時的反演將以極化率為主，對極化率參數(shù)施加先驗信息約束，對電阻率參數(shù)施加強限制約束；而具體的正則化系數(shù)和約束施加通過強化學(xué)習(xí)對反演階段的判斷結(jié)果進行設(shè)定。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于地球物理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于強化學(xué)習(xí)的自適應(yīng)廣域電磁法激電信息提取方法。

背景技術(shù)

廣域電磁法(Wide Field Electromagnetic Method，WFEM)是一種新型的頻率域電磁勘探方法。該方法兼有可控源音頻大地電磁法(CSAMT)場源信號穩(wěn)定可靠以及磁偶源頻率測深法(MELOS)非遠區(qū)測量的優(yōu)點。WFEM定義的廣域視電阻率嚴格保留了電磁場表達式級數(shù)展開式中的高次項，并且能在多種工作方式下通過只測量一個物理量來提取，是一種能有效改善電磁測深曲線非遠區(qū)畸變效應(yīng)的全區(qū)域適用視電阻率。

目前，WFEM在油氣資源探測、金屬礦探測和工程勘測等領(lǐng)域取得了一系列積極的成果。然而，在實際應(yīng)用中，地下介質(zhì)的頻率域電磁波響應(yīng)為電磁感應(yīng)和激電效應(yīng)的綜合反映。開展從頻率域電磁法信號中提取激電信息的研究，可以獲得更多的物性參數(shù)，有助于定量分析極化效應(yīng)對電磁信號的影響，進而提高頻率域電磁法的反演解釋精度。

但是，由于地下導(dǎo)電性不均勻所引起的異常強度遠大于激電效應(yīng)引起的異常，反演的過程將明顯地分為兩個部分：(1)電阻率反演部分，由于電阻率參數(shù)對適應(yīng)度函數(shù)曲線起主要的影響作用，因此個體在解空間內(nèi)將快速收斂至正確的電阻率參數(shù)附近；(2)極化率反演部分，此時電阻率參數(shù)對適應(yīng)度函數(shù)的影響趨于穩(wěn)定，個體開始在電阻率參數(shù)附近進行微調(diào)，極化率參數(shù)的優(yōu)化將成為適應(yīng)度曲線下降的主要原因，但由于極化率參數(shù)在數(shù)值上遠小于電阻率參數(shù)，對適應(yīng)度函數(shù)的影響也遠小于電阻率參數(shù)對適應(yīng)度函數(shù)的影響，算法在此時極易陷入局部極值，得到錯誤的極化率參數(shù)，加大了激電信息提取的難度。因此，如何在電阻率參數(shù)的影響下，提取弱小的極化率參數(shù)，是一個復(fù)雜的工程問題，存在具體巨大的技術(shù)挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于強化學(xué)習(xí)的自適應(yīng)廣域電磁法激電信息提取方法，該方法通過定義敏感度作為反演參數(shù)識別的特征，同時采用強化學(xué)習(xí)的方法來實現(xiàn)自適應(yīng)反演參數(shù)的識別和正則化設(shè)置，提高激電信息提取的精度。

為了達到上述目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供一種基于強化學(xué)習(xí)的自適應(yīng)廣域電磁法激電信息提取方法，通過定義敏感度作為反演參數(shù)識別的特征，同時采用強化學(xué)習(xí)的方法來實現(xiàn)自適應(yīng)反演參數(shù)的識別和正則化設(shè)置，從而實現(xiàn)智能化的激電信息提取。

本發(fā)明提供一種基于強化學(xué)習(xí)的自適應(yīng)廣域電磁法激電信息提取方法，包括以下步驟：

S1、設(shè)置廣域視電阻率的計算方程：

式(1)中，r為觀測點到偶極源中心的距離，或稱收發(fā)距；dL為水平電流源的長度，為觀測點M和N之間的距離；

為觀測點M和N之間的距離，ρ為電阻率，I為電流強度，k稱為電磁波的傳播常數(shù)或波數(shù)，i為虛部，為r與電流源之間的夾角；

S2、設(shè)置激電模型為：

式(2)中，ρ(ω)為考慮極化效應(yīng)后與頻率相關(guān)的廣域復(fù)電阻率；ρ_a為未考慮極化效應(yīng)時的廣域視電阻率；m為極化率；τ為時間常數(shù)；c為頻率相關(guān)系數(shù)，ω為角速度；