مدل‌سازي معكوس سه‌بُعدي مدل‌هاي گراني با استفاده از الگوريتم كلوني مورچه‌‌ها

Inverse modeling of three-dimensional gravity models using the ant colony optimization algorithm

هدف از اين پژوهش، مدل‌سازي معكوس سه‌بُعدي بي‌هنجاري هاي گراني به‌منظور دستيابي به مدل چگالي در مقاطع عمقي متفاوت است. در اين تحقيق، از روش جديدي بر مبناي روش هاي تصادفي در حل مسايل بهينه سازي معكوس در ژيوفيزيك استفاده شده است. الگوريتم هاي تكاملي از جمله روش هاي تصادفي اي هستند كه مي توان به كار گرفت. الگوريتم كلوني مورچگان از اين دسته الگوريتم‌‌ها است، كه از رفتار مورچه ها در طبيعت، براي يافتن كوتاه‌ترين مسير از لانه تا غذا الهام گرفته است. با تعميم اين رفتار مورچه ها به مسيله‌هاي معكوس در ژيوفيزيك، به‌منظور يافتن مدلي كه به بهترين وجه به داده هاي مشاهده اي برازش داده شده باشد، مي توان از اين الگوريتم استفاده كرد. براي پياده سازي اين الگوريتم برنامه اي به زبان مَت‌لَب (MATLAB) نوشته شده است. به‌منظور بررسي كارايي روش، سه مدل مصنوعي متفاوت مورد آزمايش قرار گرفت. ساختار مدل هاي مصنوعي موردنظر به‌‌صورت تركيبي از مكعب هاي سه‌بُعدي درنظر گرفته شده است، تا بتوان هر ساختار نامشخص هندسي را با استفاده از آن مدل كرد. در مثال اول، هدف، بررسي بي‌هنجاري حاصل از دو مدل ساده با تباين چگالي متفاوت است كه در عمق هاي متفاوتي قرار دارند. در مثال دوم، به‌منظور ارزيابي توانايي الگوريتم در معكوس سازي بي‌هنجاري هايي با مقادير كوچك، مدلي با هندسه پلكاني در عمق هاي گوناگون با تباين چگالي ثابت مورد آزمايش قرار گرفت. درنهايت در مثال سوم، به بررسي بي‌هنجاري حاصل از دو مدل با هندسه پيچيده T و L و تباين چگالي متفاوت پرداخته شده است. اين روش براي مدل هاي مصنوعي بدون نوفه‌‌‌‌‌ و با نوفه‌‌‌‌‌ 5% آزمايش شد. نتايج به‌دست آمده نشان داد كه با استفاده از الگوريتم كلوني مورچگان مي توان بي‌هنجاري حاصل از مدل هايي با هندسه پيچيده و جهت‌دار را به‌خوبي مدل‌سازي كرد و همچنين اين روش براي تركيبي از مدل ها با تباين چگالي گوناگون كه در عمق هاي متفاوتي قرار گرفته‌اند نيز، قابل استفاده است. علاوه‌بر‌اين، اين الگوريتم توانايي معكوس سازي بي‌هنجاري هايي در حدود MGAL را دارد.