Lương Phước Toàn *

* Tác giả liên hệ (luongphuoctoan@gmail.com)

Abstract

The memetic algorithm, the genetic algorithm (global optimization algorithms) are applied to determine the thickness of a 2-D sedimentary basin whose density contrast varies with depth as a parabolic function. This memetic algorithm is a combination of the genetic algorithm and the Quasi-Newton local search. These algorithms have been tested on a synthetic model and the interpretable results are coincident with model. Then, they are applied on the Bac Lieu gravity anomaly in the Mekong Delta. The results showed that the calculated depths by two methods above are coincident together. The minimum and maximum computed depths are 0.3 km – 0.4 km and 1.6 km, respectively. Furthermore, the memetic algorithm reaches to a solution faster than the genetic algorithm
Keywords: Genetic algorithm, memetic algorithm, sedimentary basin

Tóm tắt

Bài báo trình bày kết quả tính bề dày bồn trầm tích 2-D bằng thuật giải di truyền và thuật giải memetic. Mô hình bồn trầm tích được chọn là tập hợp các tấm hình chữ nhật thẳng đứng đặt liền kề có hiệu mật độ thay đổi theo độ sâu theo qui luật hàm parabôn. Hai thuật giải áp dụng thuộc nhóm thuật giải tối ưu toàn cục. Trong đó, thuật giải memetic là sự kết hợp của thuật giải di truyền và phương pháp tìm kiếm địa phương Quasi-Newton. Hai thuật giải được kiểm tra trên mô hình; sau đó, áp dụng tính bề dày bồn trầm tích từ dữ liệu trọng lực ở Bạc Liêu vùng đồng bằng sông Cửu Long. Kết quả độ sâu cực đại và cực tiểu tính bằng hai thuật giải hầu như trùng khớp nhau và có giá trị cực tiểu là 0,3 km – 0,4 km và độ sâu cực đại là 1,6 km; thời gian tính bằng thuật giải memetic nhanh hơn thời gian tính bằng thuật giải di truyền.
Từ khóa: bồn trầm tích, thuật giải di truyền, thuật giải memetic

Article Details

Tài liệu tham khảo

Blakely, R.J. (1995). Potential Theory in Gravity and Magnetic Applications. Cambridge University Press, New-York.

Boschetti, F., Dentith, M. and List, R., 1997. Inversion of potential field data by Genetic algorithms. Geophysical Prospecting 45(3): 461-478.

Bott M. H. P. (1960). The use of rapid digital computing methods for direct gravity interpretation of sedimentary basins. Geophysical Journal of the Royal Astronomical Society 3(1): 63-7.

Đặng Văn Liệt, Ông Duy Thiện, Phạm Văn Lành, Phan Nguyệt Thuần, Ngô Văn Chinh (2009). Áp dụng thuật toán tiến hóa cải tiến để giải bài toán ngược trọng lực. Tạp chí Các Khoa học về Trái đất 31(4): 397 - 402.

Đặng Văn Liệt (2005). Ứng dụng thuật giải di truyền để xác định mặt móng kết tinh từ tài liệu trọng lực. Tạp chí Phát triển Khoa học Công nghệ đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh 8(12): 21- 26.

Hoàng Kiếm, Lê Hoàng Thái (2000). Thuật giải di truyền – cách giải tự nhiên các bài toán trên máy tính. NXB Giáo dục.

Haupt, R.L. and Haupt, S.E., (2004). Practical Genetic Algorithms. John Wiley & Sons, Inc., New Jersey.

Holland J. H (1975). Adaptation in Natural and Artificial Systems: An Introductory Analysis with Applications to Biology, Control, and Artificial Intelligence. The University of Michigan Press, Ann Arbor.

Krahenbuhl, R.A and Yaoguo, L., (2005). Inversion of gravity data using a binary formulation. Geophys 167(2): 543–556.

Nocedal, J. and Wright, S.J., (2006). Numerical Optimization, Springer Series in Operations Research. Springer Science.

Lương Phước Toàn, Nguyễn Anh Hào, Bùi Thị Nhanh, Đặng Văn Liệt (2013). Giải bài toán ngược trọng lực dùng thuật giải di truyền. Tạp chí Khoa học và Công nghệ Biển 13 (3A): 24-33.

Lương Phước Toàn, Đặng Văn Liệt (2015). Sử dụng thuật toán di truyền xác định bề dày của bồn trầm tích 2-D với hiệu mật độ thay đổi theo hàm parabôn. Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ, Đại học Quốc gia TP. HCM 18(4): 36-46.

Lương Phước Toàn, Đỗ Đăng Trình (2014). Xác định mặt móng kết tinh của một số dị thường trọng lực ở vùng Đồng bằng sông Cửu Long bằng thuật giải di truyền nhị phân. Tạp chí Khoa học Đại học Cần Thơ 32A: 1-9.

Moscato P., Cotta C. (2003). A gentle introduction to memetic algorithms. Computer Science Department, University of Newcastle.

Neri F. and Cotta C., (2012). Memetic algorithms and memetic computing optimization: A literature review. Swarm and Evolutionary Computation 2: 1–14.

Phan Quang Quyết (1985). Ứng dụng phương pháp thăm dò trọng lực để nghiên cứu cấu trúc địa chất ở Đồng bằng sông Cửu Long. Luận án PTS Khoa học, ĐH Mỏ Địa Chất Hà Nội.

Rao C.V., Chakravarthi V., Raju M.L. (1993). Parabolic Density Function in Sedimentary Basin Modelling. Pageoph 140(3): 493-501.

Rao C.V., Chakravarthi V., Raju M. L. (1994). Forward modeling: gravity anomalies of two-dimensional bodies of arbitrary shape with hyperbolic and parabolic density functions. Computers & Geosciences 20(5): 873-880.

Toan, L.P. and Liet, D.V., (2015), Using the memetic algorithm to determine the depths of sedimentary basins by 2-D gravity modeling, Lowland Technology International, Japan, 17(3): 167-178.

Toan, L.P and Liet, D.V., (2016). Determining the optimal Tikhonov parameters for 2-D and 3-D gravity inverse problems. Proceedings, Publishing house for Science and Technology Ha Noi, ISBN: 978-604-913-499-9.