پديد آورندگان :
ايزدي، حسين نويسنده دانشجوي كارشناسي ارشد، گروه مهندسي اكتشاف نفت، دانشكده مهندسي معدن، پرديس دانشكده‌هاي فني دانشگاه تهران Izadi, Hossein , نوروزي، غلامرضا نويسنده استاديار، گروه مهندسي معدن، دانشكده مهندسي، دانشگاه بيرجند Nowrouzi, Gholamreza , روشن روان، بيژن نويسنده دانشجوي كارشناسي ارشد، گروه مهندسي اكتشاف معدن، دانشكده مهندسي معدن، دانشگاه صنعتي اصفهان Roshan Ravan, Bizhan , شكيبا، سيما نويسنده دانشجوي كارشناسي ارشد، گروه مهندسي اكتشاف معدن، دانشكده مهندسي معدن، پرديس دانشكده‌هاي فني دانشگاه تهران Shakiba, Sima
كليدواژه :
Inverse analysis , genetic algorithm , آناليز معكوس , Local magnetic anomaly , الگوريتم ژنتيك , كمينهسازي , minimization , بي‌هنجاري مغناطيسي محلي
چكيده فارسي :
روش هاي ژيوفيزيكي، نقش مهمي در اكتشاف منابع زيرزميني به‌ويژه اكتشاف كاني هاي فلزي و غيرفلزي، مخازن هيدروكربوري، آب هاي زيرزميني و تحقيقات زمين شناسي و مهندسي بر عهده دارند. روش هاي مغناطيس سنجي از جمله روش هاي ژيوفيزيكي هستند كه كاربرد عمده اي در يافتن بيهنجاريهاي مغناطيسي حاصل از كاني هاي فلزي، به‌ويژه كانسارهاي آهن دارند. در بررسي داده هاي مغناطيس-سنجي، يكي از اهداف عمده، تفكيك بيهنجاريهاي مغناطيسي در مقياس هاي گوناگون، به‌ويژه تفكيك بيهنجاريهاي محلي از بي-هنجاري‌‌هاي ناحيه اي است. بدين منظور، مي توان بي هنجاري ناحيه اي را درحكم يك صفحه در نظر گرفت و با مقايسه مقادير اندازه گيري شده روي زمين و مقادير شبيه سازي شده از صفحه، بي هنجاري‌‌هاي محلي را تفكيك كرد. تعيين معادله بهترين صفحه اي كه بتواند بر بي-هنجاري‌‌هاي ناحيه اي برازش داده شود، نقش بسيار مهمي در تعيين بي هنجاري‌‌هاي محلي دارد. به‌منظور برازش بهتر صفحه به بيهنجاريهاي ناحيه اي، مي‌توان از روش هاي معكوس استفاده كرد، زيرا اين روش ها نسبت به روش هاي سنتي نياز به زمان كمتري دارند و جواب نهايي نيز دقت بيشتري دارد. روش هاي معكوس مبتني بر بهينه‌سازي، در مدل سازي و بررسي تابع‌هاي غيرخطي كاربرد ويژه اي دارد و با توجه به پيشرفت علوم رايانه، روش هاي بهينه سازي پيشرفته اي با الهام‌گيري از فرايند طبيعي طراحي شده اند كه كاربرد گسترده تري دارند. در اين مقاله، از روش آناليز معكوس مبتني بر الگوريتم ژنتيك به منظور كمينهسازي تابع هدف استفاده شده است. تابع هدف به‌صورت معادله صفحه درجه دومK=?A×x2+B×y2+C×x×y+D×x+E×y+F-z? است كه بهينه كردن ضرايب A،B ، C، D، E و F موضوع مورد بررسي مقاله حاضر است. نتايج به‌دست آمده، نشان دهنده تفكيك صحيح بيهنجاريهاي ناحيه اي از بيهنجاريهاي كلي است و نتايج بسيار اميدبخشي در شناسايي بيهنجاريهاي محلي و پيشنهاد نقاط مناسب به منظور عمليات حفاري، حاصل شده است.
چكيده لاتين :
One of the most important goals in geomagnetic investigations is detecting local anomaly locations. Regional anomaly can be simulating as a trend surface, and local anomalies will be detected by comparison of measured data and simulated trend surface. The problem is trying to find best coefficients of trend surface model using inverse methods based on modern optimization techniques, which are faster and more accurate than common methods. The main idea of inverse method based on modern optimization approach is to search for a model, which gives its predicted values that are as close as possible to the observed ones. Extensive advances in computational techniques allowed researchers to develop new search strategies for use in optimization problems.
Genetic Algorithm is one of the evolutionary optimization algorithms, based on the population of chromosomes, which is widely used in engineering optimization problems. Evolutionary algorithms are developed based on swarm intelligence and social behavior of individuals in nature. Besides, the populations in evolutionary algorithms called agents affected by neighbor agents and the best agent. At the end, optimum solution will be specified with respect to optimize objective function.
In this paper, genetic algorithm is used for minimizing the differences between real and simulated data. In order to study geomagnetic anomaly, first, forward model should be developed and then, using inverse method based on GA, regional anomaly trend surface will be simulated. The objective function is define as =|Ax^2+By^2+Cxy+Dx+Ey+F+T_0-z| , where, and are positions of the field study locations that are measured by GPS and is the magnetic value of the positions. Also, A, B, C, D, E and F are unknown coefficients that will be determined using inverse method. According to the objective function, a two-dimensional equation is proposed for simulating regional anomaly trend surface. Two-dimensional equations are better than one-dimensional and three-dimensional or higher dimensional equations. One-dimensional equations do not guarantee to cover all aspects of data. Besides, three or higher dimensional equations are also not recommended for modeling data; because, over fitting to the data may be occurred. Therefore, the two-dimensional equation is the best model for simulating the regional anomaly trend surface. It is important to note that the optimization technique will usually perform well in nonlinear forward models. The unknown coefficients of trend surface on regional magnetic anomaly in Doroh area in southeast of Iran were optimized using inverse analysis, and finally the local anomalies were detected. In order to find locations of local geomagnetic anomalies, total anomaly trend is subtracted from regional anomaly trend and then, the potential locations for drilling investigation are recognized.
Our experimental results demonstrate very promising results of the optimization technique for solving inverse problems using GA for detecting local geomagnetic anomaly trend surface, which is validating through drilling investigations. Besides, upward and reduce to pole filters and combination of them, which are common filters for detecting local geomagnetic anomaly locations, are used for conformation our results.
