[发明专利]一种消除极化效应干扰的超高密度电法电极规划方法

摘要

本发明公开了一种消除极化效应干扰的超高密度电法电极规划方法。该方法考虑了超高密度电法采集过程中极化效应的影响，通过优化超高密度电法供电电极和测量电极的选择顺序来减少工程中极化效应的干扰，提高数据的采集质量。该方法将电极排列的优化过程转化为全局优化问题，通过全局交叉更新和两种局部变异操作来保持个体的多样性和提高算法的优化质量。本方法能够根据超高密度电法的电极排列特征来进行规划优化，实现简单，计算方便，在工程中具有很强的实用性。

主权项

1.一种消除极化效应干扰的超高密度电法电极规划方法，包括以下步骤：（1）初始化电极排列，按照供电电极和测量电极的排列顺序将电极排列分为Alpha排列、Beta排列和Gamma排列三类；（2）根据电极阵列上电极的数目设计全排列数据集F，F为电极阵列能够实现的所有电极排列方式；对于k个电极构成的电极阵列，四极装置的排列方式数量共有K_d种：K_d=k×(k‑1)×(k‑2)×(k‑3)/8；（3）去除全排列数据集中的非独立电极排列数据和超几何因子阈值电极排列数据，得到实际参与优化的完备排列数据集S；（4）初始化种群B，采用整数编码的方式对种群中个体进行编码，对于包含n个电极排列数据的完备排列数据集S, 将个体分为n维，其中每1维对应1个电极排列数据的编号；随机产生m个初始个体构成种群B={X₁,X₂,…,X_m}；（5）通过下式计算种群中个体适应度fit：式中d_ij=j‑i, j表示个体中第j个编号对应的电极排列数据中包含的测量电极在第i个编号对应的电极排列数据中作为供电电极使用过，即{Pj1,Pj2}∩{Ci1,Ci2}≠Ø；其中Pj1,Pj2表示第j个编号对应的2个测量电极，Ci1,Ci2表示第i个编号对应的2个供电电极；如果供电电极在接下来的排列数据中均没被用于测量电极，则令1/d_ij=0；（6）将当前适应度最小的个体保存为全局极值X_best；（7）依次对种群中的个体进行全局交叉更新：随机选择两个交叉位置，然后根据交叉位置交换个体与全局极值X_best之间数据，如果产生的新个体存在重复的数据，则保留交叉数据不变，将交叉位置以外重复的数据用新个体中未包括的数据按顺序替换；（8）依次对种群中的个体进行T_l次局部交叉变异/逆转变异：随机选择两个变异位置，然后按照概率p进行交叉变异或按照概率1‑p进行逆转变异；交叉变异指将两个变异位置的数据进行互换；逆转变异指将两个变异位置间的数据进行反向排列；每次变异后对新个体进行适应度评估，如果新个体适应度有改善则取代原个体，否则保留原个体；（9）更新全局极值X_best，判断是否达到最大全局迭代次数T_g，如果为是则转到步骤（10），如果为否则转到步骤（7）；（10）根据全局极值X_best所代表的电极排列顺序进行超高密度电法数据采集。