【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电磁勘探，特别涉及一种用于接地电性源频率域数据的蝙蝠寻优反演方法。
技术介绍
1、接地电性源电磁勘探(grounded electrical source electromagnetic survey)是一种地球物理勘探方法，主要用于探测地下的电导性差异。它利用电磁感应现象，通过在地表放置电流源产生电场和磁场，并测量地下物质对电场和磁场的响应，从而推断地下结构的电导率分布。在接地电性源电磁勘探中，反演是从测量数据中推断地下电导率分布的过程。反演的目标是通过最优化方法，将观测数据和物理模型联系起来，估计地下电导率的空间分布。
2、蝙蝠算法(batalgorithm)是一种基于蝙蝠行为模拟的启发式优化算法，用于求解复杂的优化问题。它模拟了蝙蝠在觅食过程中的交互行为和自适应搜索策略，通过不断调整解的位置和频率来寻找最优解。在蝙蝠算法中，每个蝙蝠代表一个解空间内的候选解，它们通过自身的位置和频率来决定搜索方向和速度。算法的迭代过程中，每个蝙蝠根据当前位置和频率决定是否发射声纳波(pulse emission)，如果发射了声纳波，它会以一定的速度朝着该声纳波指示的方向移动。同时，蝙蝠还会根据自身位置和搜索历史，动态调整频率和位置。
3、现有技术cn202211591204.8公开了一种单芯电缆接头的接触电阻分析方法及相关装置，通过支持向量机算法svm根据所述训练数据对不同热点温度进行反演训练，同时通过蝙蝠算法ba对支持向量机算法进行参数寻优，从而构建ba-svm反演模型；通过测温点获取待测单芯电缆接头
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术中所存在的全局搜索能力较差、依赖于手动选择或固定的搜索策略和参数设置的问题，提供一种用于接地电性源频率域数据的蝙蝠寻优反演方法。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：
3、一种用于接地电性源频率域数据的蝙蝠寻优反演方法，具体包括以下步骤：
4、s1、获取目标区域的电性源电磁勘探频率域的场值数据，根据所述场值数据生成反演拟合数据；
5、s2、根据反演拟合数据计算待求解的模型的参数空间，根据参数空间中参数的初始解作为初始位置生成多个蝙蝠算子；
6、s3、获取当前每个蝙蝠算子的位置信息和频率信息，根据预设的搜索策略更新蝙蝠算子的位置信息和频率信息；
7、s4、获取目标函数，根据更新后的蝙蝠算子的位置信息计算目标函数的函数值和对应的适应度，选择适应度超出阈值的蝙蝠算子作为基准，更新其他蝙蝠算子的位置信息和频率信息；
8、s5、检测是否达到更新终止条件，若是则将目标函数最小的函数值对应的模型参数作为最优解输出，得到目标区域的地下电导率的空间分布。
9、作为本专利技术的优选方案，所述步骤s1中电性源电磁勘探频率域的场值数据包括磁场数据和电场数据，所述反演拟合数据具体为磁场数据和电场数据的幅值。
10、作为本专利技术的优选方案，所述步骤s2中还包括根据待求解的模型的参数空间，获取参数空间中每个参数预设的边界范围。
11、作为本专利技术的优选方案，所述蝙蝠算子具体为模型的参数空间的解，所述步骤s5中模型参数包括电阻率和异常层的厚度，所述蝙蝠算子的位置信息和频率信息将用于搜索最优解，即电阻率和异常层的厚度的最优值。
12、作为本专利技术的优选方案，所述步骤s3中根据预设的搜索策略更新蝙蝠算子的位置信息的过程具体为：获取搜索历史数据，根据所述搜索历史数据对当前蝙蝠算子的位置信息进行更新。
13、作为本专利技术的优选方案，所述步骤s3中根据预设的搜索策略更新蝙蝠算子的频率信息的过程具体为：获取调整因子，根据所述调整因子对当前蝙蝠算子的频率信息进行更新。
14、作为本专利技术的优选方案，所述步骤s4中目标函数的公式如下所示：
15、
16、其中，φ(m)为目标函数，m为模型参数空间，d为观测数据，f(m)为正演算子，正演算子在进行正演运算时的公式如下所示：
17、
18、ex＝ercosθ-eθsinθ
19、
20、其中，i为电流强度，θ为观测点与电偶极子的夹角，μ0为真空磁导率，r为测点与源之间的距离，j1和j0分别为1阶和0阶的贝塞尔函数，m′为汉克尔积分项，m′1为过程参数，i表示虚数，w为圆频率，dx为偶极子长度，dm′为汉克尔积分项的微分，ρ1为第一层电阻率，r表示与地层厚度和地层电阻率相关的传递函数，er为柱坐标下的电场r分量，eθ为柱坐标下的电场θ分量，hz为垂直磁场分量，r*表示与地层厚度相关的传递函数。
21、作为本专利技术的优选方案，所述步骤s4中更新其他蝙蝠算子的位置信息和频率信息的过程具体为：获取跳跃策略或搜索算子，根据所述跳跃策略或搜索算子更新其他蝙蝠算子的位置信息和频率信息。
22、作为本专利技术的优选方案，所述步骤s3中蝙蝠算子的更新公式具体如下所示：
23、fi＝fmin+(fmax-fmin)×β
24、
25、
26、其中，fi为第i个蝙蝠算子发出的声音频率，fmax为最大声音频率，fmin为最小声音频率，i为蝙蝠算子的序号，t为不同时刻，为t时刻第i个蝙蝠算子的随机飞行速度，为t+1时刻第i个蝙蝠算子的随机飞行速度，为t时刻第i个蝙蝠算子的位置，为t+1时刻第i个蝙蝠算子的位置，x*为全局最优位置，为t时刻第i个蝙蝠算子声音的响度，为t+1时刻第i个蝙蝠算子声音的响度，为初始时刻第i个蝙蝠算子的脉冲发射率，为t+1时刻第i个蝙蝠算子的脉冲发射率，β为[0，1]内均匀分布的随机数，α和γ为常数且0<α<1、γ＞0；
27、所述步骤s4中更新其他蝙蝠算子的位置信息的公式如下所示：
28、xnew＝xold+εat
29、其中，xold为其他蝙蝠算子当前的位置，xnew为其他蝙蝠算子新的位置，at为适应度超出阈值的蝙蝠算子t时刻声音的响度，ε为[-1，1]之间的任意数。
30、作为本专利技术的优选方案，所述步骤s5中更新终止条件包括最大迭代次数、目标函数值达到阈值或超出计算资源的限制。
31、一种电子设备，包括存储器以及处理器，所述存储器用于存储支持处理器执行所述蝙蝠寻优反演方法的程序，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。
32、与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
33、1.本专利技术通过蝙蝠算法进行反演，在解空间中具有较强的全局搜索和探索能力，蝙蝠的自适应搜索策略和多样本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于接地电性源频率域数据的蝙蝠寻优反演方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种用于接地电性源频率域数据的蝙蝠寻优反演方法，其特征在于，所述步骤S1中电性源电磁勘探频率域的场值数据包括磁场数据和电场数据，所述反演拟合数据具体为磁场数据和电场数据的幅值。
3.根据权利要求1所述的一种用于接地电性源频率域数据的蝙蝠寻优反演方法，其特征在于，所述步骤S2中还包括根据待求解的模型的参数空间，获取模型参数空间中每个参数预设的边界范围。
4.根据权利要求1所述的一种用于接地电性源频率域数据的蝙蝠寻优反演方法，其特征在于，所述蝙蝠算子具体为模型的参数空间的解，所述步骤S5中模型参数包括电阻率和异常层的厚度。
5.根据权利要求1所述的一种用于接地电性源频率域数据的蝙蝠寻优反演方法，其特征在于，所述步骤S3中根据预设的搜索策略更新蝙蝠算子的位置信息的过程具体为：获取搜索历史数据，根据所述搜索历史数据对当前蝙蝠算子的位置信息进行更新。
6.根据权利要求1所述的一种用于接地电性源频率域数据的蝙蝠寻优反演方法，其
7.根据权利要求1所述的一种用于接地电性源频率域数据的蝙蝠寻优反演方法，其特征在于，所述步骤S4中更新其他蝙蝠算子的位置信息和频率信息的过程具体为：获取跳跃策略或搜索算子，根据所述跳跃策略或搜索算子更新其他蝙蝠算子的位置信息和频率信息。
8.根据权利要求1所述的一种用于接地电性源频率域数据的蝙蝠寻优反演方法，其特征在于，所述步骤S3中蝙蝠算子的更新公式具体如下所示：
9.根据权利要求1所述的一种用于接地电性源频率域数据的蝙蝠寻优反演方法，其特征在于，所述步骤S5中更新终止条件包括最大迭代次数、目标函数值达到阈值或超出计算资源的限制。
10.一种电子设备，包括存储器以及处理器，其特征在于，所述存储器用于存储支持处理器执行权利要求1-9中任一所述蝙蝠寻优反演方法的程序，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。
...【技术特征摘要】
1.一种用于接地电性源频率域数据的蝙蝠寻优反演方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种用于接地电性源频率域数据的蝙蝠寻优反演方法，其特征在于，所述步骤s1中电性源电磁勘探频率域的场值数据包括磁场数据和电场数据，所述反演拟合数据具体为磁场数据和电场数据的幅值。
3.根据权利要求1所述的一种用于接地电性源频率域数据的蝙蝠寻优反演方法，其特征在于，所述步骤s2中还包括根据待求解的模型的参数空间，获取模型参数空间中每个参数预设的边界范围。
4.根据权利要求1所述的一种用于接地电性源频率域数据的蝙蝠寻优反演方法，其特征在于，所述蝙蝠算子具体为模型的参数空间的解，所述步骤s5中模型参数包括电阻率和异常层的厚度。
5.根据权利要求1所述的一种用于接地电性源频率域数据的蝙蝠寻优反演方法，其特征在于，所述步骤s3中根据预设的搜索策略更新蝙蝠算子的位置信息的过程具体为：获取搜索历史数据，根据所述搜索历史数据对当前蝙蝠算子的位置信息进行更新。
6.根据权利要求1所述的一种用于接地...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐正宣，甄大勇，高文龙，王绪本，张营旭，扈森，张广泽，王茂靖，冯涛，尹小康，赵思为，刘康，王栋，张敏，唐军平，李嘉雨，
申请(专利权)人：中国国家铁路集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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