Разработка и сравнительный анализ подходов к решению многопараметрических обратных задач на примере обратной задачи магнитотеллурики в геофизикедипломная работа (Специалист)
Аннотация:В проделанной работе была подтверждена эффективность использования нейронных сетей при решении многопараметрической некорректной нелинейной обратной задачи высокой размерности на примере обратной задачи электроразведки.
Были исследованы эффекты группового и поэтапного определения параметров, а также эффект их совместного использования, с подтверждением полученных результатов на модельной задаче, и было предложено их объяснение.
По результатам проведенных исследований можно сделать следующие выводы:
1. Отбор существенных признаков позволяет снизить размерность входных данных и повысить качество решения задачи.
2. Групповое определение повышает качество решения задачи при сильной взаимосвязи искомых параметров, которая наблюдается при вертикальной группировке. При этом определяемый параметр предпочтительно группировать с такими, для которых погрешность автономного определения ниже, чем для данного параметра.
3. Поэтапное определение позволяет повысить качество решения задачи при сильной взаимосвязи искомого и добавляемых параметров, которая наблюдается при вертикальной группировке. Качество работы этого алгоритма определяется погрешностью определения добавляемых признаков. Предположение о неустойчивости этого метода должно быть подтверждено дополнительными исследованиями.
4. Эффекты группового и поэтапного определения носят конкурирующий характер, поэтому совместное использование этих методов приводит к ухудшению качества решения по сравнению с раздельным использованием этих методов.
5. Повышение качества решения обуславливается появлением новой информации и упрощением рельефа функционала ошибки, который минимизируется при тренировке НС, при групповом и поэтапном определении.
Понижение качества решения обуславливается ухудшением соотношения количества признаков к числу примеров – в общем случае, и усложнением рельефа функционала ошибки – при совместном использовании группового и поэтапного определения.
Итоговый результат зависит от соотношения этих факторов.
6. Все наблюдаемые эффекты связаны с фундаментальными свойствами нейронных сетей, а не со свойствами данных. Поэтому эти методы могут быть использованы при решении и других многопараметрических обратных задач. В частности в работе [37] было продолжено исследование ОЗ МТЗ, и подход, связанный с групповым определением параметров, показал свою эффективность на модели параметризации среды, отличной от рассматриваемой в данной работе.