地震观测系统的设计方法及系统、计算机装置及存储介质.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113836717A(43)申请公布日2021.12.24(21)申请号202111116467.9(22)申请日2021.09.23(71)申请人中国矿业大学地址221116江苏省徐州市南郊翟山申请人淮北矿业（集团）有限责任公司(72)发明人于杰金学良王超越(74)专利代理机构广州三环专利商标代理有限公司44202代理人卢泽明(51)Int.Cl.G06F30/20(2020.01)G06N3/00(2006.01)G06N3/12(2006.01)权利要求书2页说明书15页附图4页(54)发明名称地震观测系统的设计方法及系统、计算机装置及存储介质(57)摘要本发明提供一种地震观测系统的设计方法及系统、计算机装置及存储介质，该方法包括建立遗传算法模型；生成地震约束的煤田地震观测系统目标函数；设置地震勘探经济成本约束条件；基于遗传算法模型，根据目标函数、经济成本约束条件确定观测系统参数的可行解集合，其中，设定不同的可行解集合，计算出多个可行解集合中的最优解，将多个区间最优解进行比较，输出最优的观测系统参数组合，建立煤田高密度三维地震观测系统。本发明的系统应用于上述的方法构建。本发明还提供实现上述方法的计算机装置以及存储介质。应用本发明可以设计出最优的高密度三维地震观测系统，得到全局最优地震属性组合，在降低勘探成本的同时保证勘探质量。CN113836717ACN113836717A权利要求书1/2页1.地震观测系统的设计方法，其特征在于，包括：建立遗传算法模型；生成地震约束的煤田地震观测系统目标函数；设置地震勘探经济成本约束条件；基于遗传算法模型，根据目标函数、经济成本约束条件确定观测系统参数的可行解集合；其中，设定不同的可行解集合，计算出多个可行解集合中的最优解，将多个区间最优解进行比较，输出最优的观测系统参数组合，建立煤田高密度三维地震观测系统。2.根据权利要求1所述的地震观测系统的设计方法，其特征在于，在设置经济成本约束条件后，还执行：基于遗传算法模型，确定遗传算子参数；其中，根据确认好的编程目标提供GA进化参数的选项集，所述GA进化参数包括遗传算法控制参数、种群类型、种群规模、代数、迁移分数、精英数量、交配比例、创建算子、选择算子、交叉算子和突变算子。3.根据权利要求2所述的地震观测系统的设计方法，其特征在于，所述建立遗传算法模型，包括：二进制编码：将解空间的解数据表示成遗传空间的基因型串结构数据，由所述串结构数据的不同组合构成不同的点，并且随机形成初始群体，其中，解空间中的解数据作为遗传算法的表现型形式；初始群体的生成：随机产生N个初始串结构数据，每个串结构数据称为一个个体，N个个体构成了一个群体；适应度值评价检测：定义适应度函数，通过适应度函数表明个体或解的优劣性；选择：将选择算子作用于种群；交叉：将交叉算子作用于种群；变异：将变异算子作用于种群；终止条件判断：当符合终止条件后，以进化过程中所得到的具有最大适应度的个体作为最优解输出，终止运算。4.根据权利要求2所述的地震观测系统的设计方法，其特征在于，所述生成地震约束的目标函数，包括：利用声波探测和原始二维数据建立目标；规划成本和地球物理限制；运行约束算法，并引入进化参数、应用数据和模型约束，进而生成所述目标函数。5.根据权利要求4所述的地震观测系统的设计方法，其特征在于：所述目标函数的表达式为式(1)：2CN113836717A权利要求书2/2页其中，xmax是最大炮检距，xmin是最小炮检距，folddeep是较深的目的层的覆盖次数，foldshallow是初至地层的覆盖次数，nc是接收总道数，RLI是接收线间距，SLI是炮排距，xr是最大纵向炮检距，xs是最大横向炮检距。6.根据权利要求1至5任一项所述的地震观测系统的设计方法，其特征在于，所述设置经济成本约束条件，包括：以地震观测系统平方公里的总成本为优化目标，构建成本目标函数，其中，所述成本目标函数包括测量、布置和拾取、钻炮孔和炸药、记录数据、后勤工序。7.根据权利要求1至5任一项所述的地震观测系统的设计方法，其特征在于：所述计算出多个可行解集合中的最优解，其最优解参数包括：道间距、接收线数量/每条线检波器数量、炮/接收线间距SLI/RLI、纵向/横向覆盖次数、第一目的层平均覆盖次数/第二目的层、最大的最近炮检距、最大纵向/横向炮检距、最大炮检距、总共需要的检波器数量、横向滚动、每平方公里的经济成本、累计误差；所述最优的观测系统参数组合，其包括：观测系统参数、接收线距、接收道距、激发点距、激发线距、接收道数、面元尺寸、覆盖次数、束距滚动、纵横比；所述可行解集合的决策变量的数值集合包括RIa、SIa、nr、ns、NRL、NL；其中，