一种基于F-J线性-非线性模型解的迭代最小二乘方法

一种基于F-J线性-非线性模型解的迭代最小二乘方法

论文摘要

基于贝叶斯理论的线性与非线性模型反演方法(Fukuda-Johnson, F-J)已广泛应用于地球物理模型的线性-非线性参数反演。但F-J方法的反演结果可能受马尔可夫链蒙特卡洛采样(Markov chain Monte Carlo,MCMC)经验参数选择的影响,而反复调试合适的经验参数需耗费大量计算时间。对线性与非线性模型进行线性化后,也可以利用迭代最小二乘方法反演,但该方法难以选择合适的初始值。为提高参数反演计算效率和避免参数初值选择影响,提出了一种以F-J方法模型解为初始值的迭代最小二乘方法。该方法只需计算一次F-J方法模型解和有限次最小二乘迭代,既提高了F-J方法的反演效率,又能获得迭代最小二乘全局最优解。针对模拟数据实验和实际数据算例,分别采用F-J方法、随机生成初始值的迭代最小二乘方法和以F-J方法结果为初值的迭代最小二乘方法进行参数反演。结果表明,直接使用F-J方法时,MCMC采样参数会影响反演结果;直接进行迭代最小二乘反演时,初始值选取不当会导致迭代无法收敛到正确的结果;以F-J方法的结果作为迭代最小二乘方法的初始值进行反演,可以充分发挥F-J方法的全局最优性和迭代最小二乘方法计算量小、稳定性好的优势。

论文目录

  • 1 各种反演方法原理
  •   1.1 F-J方法的基本原理与计算公式
  •   1.2 MCMC采样
  •   1.3 迭代最小二乘方法
  •   1.4 基于F-J方法模型解的迭代最小二乘方法
  • 2 模拟数据与实际数据反演
  •   2.1 Mogi模型
  •   2.2 模拟数据反演
  •   2.3 实际数据反演
  • 3 验证与讨论
  •   3.1 基于负位错模型的震间形变反演实验
  •   3.2 基于F-J线性-非线性模型解的迭代最小二乘方法
  • 4 结语
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 张彦栋,许才军,汪建军

    关键词: 线性非线性模型,贝叶斯理论,马尔可夫链蒙特卡洛,迭代最小二乘,震间形变模型,模型

    来源: 武汉大学学报(信息科学版) 2019年12期

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 数学,自然地理学和测绘学

    单位: 武汉大学测绘学院,武汉大学地球空间环境与大地测量教育部重点实验室,地球空间信息技术协同创新中心

    基金: 国家重点研发计划(2018YFC1503605),国家自然科学基金(41431069,41574002,41774011)~~

    分类号: P207;O21

    DOI: 10.13203/j.whugis20180117

    页码: 1816-1822

    总页数: 7

    文件大小: 1139K

    下载量: 64

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