استفاده از الگوريتم كلوني مورچگان جهت مدل‌سازي معكوس داده هاي ثقل سنجي(مطالعه موردي منطقه گتوند-ايران)

Inversion of Gravity Data Using Ant Colony Algorithm (Case Study: Gotvand-Iran)

در حال حاضر در زمینه بهینه‌سازی، الگوریتم كلونی مورچه‌ها تاكنون بر روی مسائل بهینه‌سازی گوناگونی، به صورت موفقیت آمیز پیاده‌سازی و اجرا گردیده است. این الگوریتم برگرفته از زندگی واقعی مورچه‌ها برای یافتن كوتاهترین مسیر از لانه تا غذا الهام گرفته است. با تعمیم این رفتار مورچه‌ها به مسائل معكوس در ژئوفیزیك، به منظور یافتن مدلی كه به بهترین وجه به داده‌های مشاهده‌ای برازش داده شده باشد، می‌توان از این الگوریتم استفاده كرد .در این مقاله، هدف مدل‌سازی معكوس داده‌های ثقل‌سنجی بصورت خطی می‌باشد، یعنی با ثابت نگه داشتن پارامترهای هندسی، پارامترهای فیزیكی مدل‌سازی شود. جهت بررسی كارایی روش پیشنهادی، ابتدا الگوریتم توسط مدل مصنوعی‌ای با هندسه پیچیده T و L مورد آزمایش قرار گرفته است. این روش برای داده‌های مصنوعی نویز‌دار و بدون‌ نویز آزمایش شد. نتایج بدست آمده نشان داد با استفاده از الگوریتم كلونی مورچگان می‌توان آنومالی حاصل از مدل‌هایی با هندسه پیچیده و جهت‌دار را به خوبی مدل‌سازی كرد و همچنین این روش برای تركیبی از مدل‌ها با تباین چگالی‌ مختلف قابل استفاده است. در‌نهایت روش پیشنهادی برای داده‌های ثقل‌سنجی مربوط به منطقه سد گتوند واقع در استان خوزستان مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج حاصل از معكوس‌سازی داده‌ها، حفره‌هایی با عمق و قطر زیاد را در منطقه نشان می‌دهد. در نتیجه احداث سد، با توجه به اطلاعات زمین شناسی منطقه باعث بوجود آمدن عوارض جدی زیست محیطی خواهد بود.

Currently, in the field of optimization, ant colony algorithm has been implemented successfully on a wide variety of optimization problems. This algorithm is inspired by the real life of ants to find the shortest path from nest to food. This behavior of ants is closely similar to the inverse problems in geophysics which try to find the best solution for the unknowns in observation model. Therefore, this idea is applied for solving linear inverse problems. The aim of this article, is inversion of the gravity data in a linear form, it means that with constant geometric parameters, the physical parameters to be modeled. For examine the performance of this algorithm, firstly the algorithm has been tested on artificial complex T and L model. This method is applied for artificial models with and without noise. Outcomes show that for inversion by the use of ant colony algorithm, there is no need to separation of interferential anomaly and it is possible to use it for a combination of density contrast. Finally, the propose method for the measurement of regional gravity data Gotvand Dam is located in the province have been used. The results of the inverse of the data, and large diameter holes with depth in the region. As a result of dam construction in the study area, according to the regional geological information would cause serious environmental problems.