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基于深度学习的地质参数化,用于历史匹配复杂模型。 (英语) Zbl 1421.86004号

数学。地质科学。 51,第6号,725-766(2019); 更正同上,51,第6841-842号(2019)。
摘要:提出了一种基于主成分分析(PCA)和卷积神经网络(CNN)的低维参数化方法来表示复杂地质模型。CNN-PCA方法受到使用深度学习的计算机视觉最新发展的启发。CNN-PCA可以看作是现有基于优化的PCA(O-PCA)方法的推广。CNN-PCA和O-PCA都需要对PCA模型进行后处理,以更好地尊重复杂的地质特征。在CNN-PCA中,不像在O-PCA中那样使用基于直方图的正则化,而是引入了一种新的正则化方法,其中涉及多点统计的一组度量。这些度量基于地质模型对预处理深度CNN的非线性滤波器响应的汇总统计。此外,在本文提出的CNN-PCA公式中,卷积神经网络被训练为显式变换函数,可以快速对PCA模型进行后处理。CNN-PCA可以提供无条件和有条件实现这体现了二进制信道化系统参考SGeMS地质统计实现中的地质特征。在O-PCA模型导致显著差异的苛刻情况下,通过模拟随机CNN-PCA模型获得的流量统计数据与随机SGeMS模型的结果密切匹配。给出了历史匹配的结果。在该评估中,CNN-PCA应用无导数优化,并使用子空间随机最大似然方法提供多个后验模型。现有井实现了数据同化,显著降低了不确定性,新井也获得了物理上合理的预测。最后,将CNN-PCA方法扩展到更复杂的非平稳双峰三角扇系统,并证明可以为这个具有挑战性的示例提供高质量的实现。

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86A04型 地球物理学中的一般问题
86A22型 地球物理学中的反问题
68T05型 人工智能中的学习和自适应系统
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