神經(jīng)網(wǎng)絡隱式法及其在石油數(shù)據(jù)中的應用研究.pdf

1、將隱式曲線曲面構造原理與多層前饋神經(jīng)網(wǎng)絡相結合，提出了基于神經(jīng)網(wǎng)絡的隱式曲線曲面構造方法和基于隱式曲線構造原理的神經(jīng)網(wǎng)絡隱式法，并對其進行了深入研究，取得如下研究成果： 1、提出了隱層激活函數(shù)為Sigmoid型、輸出層為線性函數(shù)的多層前饋神經(jīng)網(wǎng)絡構造隱式曲線曲面方法，給出了用約束點來描述、控制曲面形狀、構造輸入與輸出，通過智能學習、仿真模擬、等值面抽取構造隱式曲線曲面的算法過程；理論上證明了此方法所構造的隱式曲線曲面具有任意高的

2、逼近性。在算法穩(wěn)定性、收斂速度等方面較其它方法有很大的提高。實驗表明該方法對約束點的個數(shù)、誤差、內(nèi)外點與邊點的距離等不敏感，表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性與可操作性。 2、首次提出了對物體邊界拓撲結構不敏感的內(nèi)外點選擇及約束點自適應選擇算法：由于物體邊界的表達式一般是未知的，因而必須基于圖像的內(nèi)外點選擇算法。對凸形的物體邊界，最理想的約束點選擇算法是找到物體的中心，然有利用邊界上的點與中心構成直線獲得內(nèi)外點。獲得物體內(nèi)外點的常用方法是利用物

3、體邊界的法線進行選取的，但此方法僅對凸物體邊界是有效的，對凹物體存在內(nèi)外點錯誤選擇的情形。利用二值數(shù)學形態(tài)學腐蝕、膨脹操作，提出了不受物體邊界拓撲結構影響的內(nèi)外點選擇算法，即通過腐蝕操作獲得內(nèi)點集合，通過膨脹操作獲得外點集合，克服了基于法線選擇約束點存在的問題；在此基礎上提出了自適應約束點選取算法，根據(jù)曲率變化進行約束點的抽稀，克服了平均抽稀難以刻畫細節(jié)的缺點。 3、首次將隱式曲線、曲面的構造原理與神經(jīng)網(wǎng)絡相結合，提出了神經(jīng)網(wǎng)絡

4、隱式法，極大拓展了神經(jīng)網(wǎng)絡的應用范圍：雖然多層前饋神經(jīng)網(wǎng)絡具有高度非線性映射能力，被廣泛地應用諸多領域，但仍有很多類數(shù)據(jù)無法處理。多層前饋神經(jīng)網(wǎng)絡僅能描述顯式函數(shù)y=f(x)，對隱式函數(shù)f(X)=0無法描述，必須分割為若干部分，其中X為向量。論文首次將隱式曲線、曲面的構造原理與神經(jīng)網(wǎng)絡相結合，使其能夠描述隱式函數(shù)。通過對數(shù)據(jù)的修補、變換等操作，使神經(jīng)網(wǎng)絡能夠處理：(1)不能由顯式函數(shù)描述的數(shù)據(jù)；(2)由多元向量值函數(shù)描述的數(shù)據(jù)。該方法首

5、先將數(shù)據(jù)變換為封閉曲線，通過約束點簡化神經(jīng)網(wǎng)絡的輸入與輸出：然后通過神經(jīng)網(wǎng)絡的智能學習、仿真模擬、零等值線抽取，得到封閉曲線；再經(jīng)過逆變換即可得到最終的結果。該方法克服了神經(jīng)網(wǎng)絡只能對顯式函數(shù)進行逼近或插值的缺陷，極大拓展了神經(jīng)網(wǎng)絡的應用范圍。 4、首次提出時間向量值序列隱式處理方法，將函數(shù)映射、數(shù)值逼近、散亂數(shù)據(jù)插值等曲面重建等方法融于一體，實現(xiàn)了“曲線”的整體插值：工程中，存在一類復雜數(shù)據(jù)，可形式描述為y=f(X，f)，其中

6、X為多維向量，為二維或更高維數(shù)據(jù)。記r={(X<,i>，t，f(X<,i>，t))|i=1，…，n}，t不變，O={Y<,t>|t=1，…，m}。整體上數(shù)據(jù)O更多體現(xiàn)時間變化的影響，但對每個Y<,t>其數(shù)據(jù)隨X變化。對于數(shù)據(jù)O的理想處理方法是既能反映時間變化的影響，又能反映X變化的影響?，F(xiàn)有方法或對單個Y<,t>進行處理，忽略時間t變化；或固定x，考慮時間t的變化，割裂了上下的關聯(lián)；或引入滑動窗口技術，但仍無本質變化。 基于隱式

7、曲線構造原理及數(shù)據(jù)映射，首次提出時間向量值序列數(shù)據(jù)隱式處理方法，將數(shù)值逼近、曲面重建等方法應用于時間向量數(shù)據(jù)處理，實現(xiàn)了“曲線”的整體插值。該方法通過構造一一映射將時間向量序列變換為封閉曲線；將封閉曲線所對應的時間作為其函數(shù)值，得到更高維空間的一組數(shù)據(jù)；然后利用各種合適方法對該組數(shù)據(jù)進行擬合與插值，所得到的擬合或插值函數(shù)即為映射后數(shù)據(jù)所蘊含的規(guī)律；將給定的時間代入到擬合或插值函數(shù)，就獲得新時間所對應的封閉曲線；通過逆變換就可獲得最終結果