基于改进鲸鱼迁徙算法的瑞雷波频散曲线反演

来源：大地测量与地球动力学杂志2026年第7期北京时间：

作者：杨植富, 田仁飞, 马文德, 程先琼

单位：1 成都理工大学地球物理学院, 成都, 610059,2 地球勘探与信息技术教育部重点实验室(成都理工大学), 成都, 610059,3 中铁二院工程集团有限责任公司地勘岩土工程设计研究院, 成都, 610032

摘要：针对传统瑞雷波频散曲线反演地下横波速度结构存在对初始模型依赖强、收敛效率低和易陷入局部最优解等问题, 以鲸鱼迁徙算法(WMA)为基础, 通过引入Lévy飞行与螺旋飞行2种策略, 构建Lévy飞行鲸鱼迁徙算法(LF-WMA)和螺旋飞行鲸鱼迁徙算法(SF-WMA), 以增强全局搜索能力和局部开发能力。通过Rastrigin函数、理论地质模型、随机噪声测试和实际资料应用, 系统对比分析阻尼最小二乘法(LM)、鲸鱼优化算法(WOA)、WMA、LF-WMA和SF-WMA五种算法的性能。结果表明, SF-WMA在反演精度、稳定性、收敛速度和抗噪性方面均表现最优, 其在Rastrigin测试中获得最优解4.74×10-10, 在含噪模型中误差最小, 收敛速度最快。将SF-WMA应用到实际地震资料反演中, 反演结果清晰地揭示了0~30 m深度范围内的地层结构, 反演结果与地质资料吻合良好。

关键词：瑞雷波,频散曲线,鲸鱼迁徙算法,Lévy飞行,螺旋飞行

基金资助：国家自然科学基金(41774095)