Geophysical Applications of Artificial Neural Networks and Fuzzy Logic

پانزده سال گذشته شاهد رشد انفجاری در تحقیقات اساسی و کاربردهای شبکه های عصبی مصنوعی (ANN) و منطق فازی (FL) بوده است. انگیزه اصلی این رشد، توانایی چنین روش‌هایی برای ارائه راه‌حل‌هایی است که با تکنیک‌های مرسوم سازگار نیستند، به‌ویژه در حوزه‌های کاربردی شامل تشخیص، پیش‌بینی و کنترل الگو. اگرچه ممکن است منشا ANN و FL به ترتیب به دهه های 1940 و 1960 برگردد، سریع ترین پیشرفت فقط در پانزده سال گذشته به دست آمده است. این به دلیل پیشرفت های نظری قابل توجهی در درک ما از ANN و FL بوده است که با پیشرفت های تکنولوژیکی عمده در محاسبات پرسرعت تکمیل شده است. در ژئوفیزیک، شبکه‌های عصبی مصنوعی و FL از موفقیت چشمگیری برخوردار بوده‌اند و اکنون به‌طور معمول در حوزه‌های زیر (از جمله موارد زیر) استفاده می‌شوند: 1. لرزه‌شناسی اکتشافی. (الف) پردازش داده های لرزه ای (ویرایش ردیابی، اولین شکست، دکانولوشن و سرکوب چندگانه، تخمین موجک، تجزیه و تحلیل سرعت، شناسایی/کاهش نویز، تجزیه و تحلیل استاتیک، تطبیق/پیش بینی داده، تضعیف)، (ب) تجزیه و تحلیل AVO، (ج) دودکش ها، (د) کاهش ابعاد فشرده سازی I، (ه) تجزیه و تحلیل موج برشی، (f) تفسیر (ردیابی رویداد، پیش بینی سنگ شناسی و تجزیه و تحلیل چاه شناسی، ارزیابی چشم انداز، پیش بینی هیدروکربن، وارونگی، خصوصیات مخزن، ارزیابی کیفیت، توموگرافی) . 2. زلزله شناسی زلزله و انفجارهای هسته ای زیرزمینی. 3. اکتشاف مواد معدنی. 4. اکتشاف میدان بالقوه الکترومغناطیسی I. (الف) روش‌های الکترومغناطیسی، (ب) روش‌های میدان بالقوه، (ج) رادار نفوذی زمین، (د) سنجش از دور، (ه) وارونگی.

The past fifteen years has witnessed an explosive growth in the fundamental research and applications of artificial neural networks (ANNs) and fuzzy logic (FL). The main impetus behind this growth has been the ability of such methods to offer solutions not amenable to conventional techniques, particularly in application domains involving pattern recognition, prediction and control. Although the origins of ANNs and FL may be traced back to the 1940s and 1960s, respectively, the most rapid progress has only been achieved in the last fifteen years. This has been due to significant theoretical advances in our understanding of ANNs and FL, complemented by major technological developments in high-speed computing. In geophysics, ANNs and FL have enjoyed significant success and are now employed routinely in the following areas (amongst others): 1. Exploration Seismology. (a) Seismic data processing (trace editing; first break picking; deconvolution and multiple suppression; wavelet estimation; velocity analysis; noise identification/reduction; statics analysis; dataset matching/prediction, attenuation), (b) AVO analysis, (c) Chimneys, (d) Compression I dimensionality reduction, (e) Shear-wave analysis, (f) Interpretation (event tracking; lithology prediction and well-log analysis; prospect appraisal; hydrocarbon prediction; inversion; reservoir characterisation; quality assessment; tomography). 2. Earthquake Seismology and Subterranean Nuclear Explosions. 3. Mineral Exploration. 4. Electromagnetic I Potential Field Exploration. (a) Electromagnetic methods, (b) Potential field methods, (c) Ground penetrating radar, (d) Remote sensing, (e) inversion.