高效混合优化剩余静校正方法研究及实现

摘要

地震勘探是获取地质构造和地下油气分布信息的主要方法，剩余静校正处理对提高地震剖面的质量和地震资料的后续处理十分关键。本文围绕地震资料的剩余静校正问题，从剩余静校正的理论及其假设条件和非线性特点出发，重点研究了模拟退火算法和遗传算法，以及其在剩余静校正问题中的应用，结合最大能量法，形成了一种求解剩余静校正问题的混合优化算法。主要研究内容如下：
　　（1）研究了地震数据静校正的基本理论，包括剩余静校正的假设条件和非线性特点，说明剩余静校正问题是一个大规模、多参数、多极值的非线性最优化问题。针对剩余静校正问题的非线性特点，研究了模拟退火算法和遗传算法两种非线性优化方法的理论基础，包括模拟退火算法和遗传算法的基本原理，算法流程以及特点；
　　（2）研究了求解剩余静校正问题的目标函数、模型道构建。针对地震资料数据量庞大的问题，设计了MPI-OpenMP并行处理框架，以提高算法的求解速度；
　　（3）实现了最大能量法剩余静校正，重点研究了求解剩余静校正问题时，模拟退火算法、遗传算法的参数选取，实现了模拟退火算法和遗传算法求解剩余静校正的步骤。通过理论模型数据和实际地震资料数据，对三种方法的校正效果进行了测试，取得了较好的校正效果，但是仍然存在边缘部分同向轴不连续、出现假的同向轴构造等问题；
　　（4）针对单独算法求解剩余静校正问题时存在的不足，结合各个算法的特点，利用不同算法的优势，形成了混合优化方法，并在Linux环境下，基于QT平台，采用 C语言开发了混合优化剩余静校正模块。通过对理论模型和实际地震资料的处理，取得了较好的校正效果，消除了单独算法的不足，验证了混合优化方法和软件模块的正确性和可行性。

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第一章 绪论

1.1课题研究目的及意义

1.2国内外研究现状及发展动态

1.3本文研究内容及技术路线

1.4论文结构安排

第二章 地震数据静校正

2.1静校正概述

2.2剩余静校正

2.3剩余静校正的假设条件

2.4剩余静校正问题的非线性特点

2.5本章小结

第三章 非线性优化方法的理论基础

3.1概述

3.2模拟退火算法

3.3遗传算法

3.4本章小结

第四章 剩余静校正方法研究及算法设计

4.1目标函数及模型道构建

4.2剩余静校正分布式并行处理

4.3最大能量法剩余静校正

4.4模拟退火算法剩余静校正

4.5遗传算法剩余静校正

4.6资料处理效果及分析

4.7本章小结

第五章 高效混合优化剩余静校正及应用

5.1混合优化剩余静校正实现

5.2模型数据测试

5.3实际资料处理效果

5.4软件模块研制

5.5本章小结

第六章 总结与展望

6.1本文工作总结

6.2研究工作展望

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果