1.一种含煤地层异常构造识别分类方法,其特征在于,包括如下步骤:建立包含目标地质构造在内的地质构造仿真模型,并采集目标地质构造的仿真槽波数据;
对采集的仿真槽波数据和待识别的真实槽波数据进行预处理,将预处理后的仿真槽波数据进行划分为训练集和测试集,并导入构建的POA‑ELM分类模型进行训练,得到训练好的POA‑ELM分类模型;
将预处理后的待识别真实槽波数据作为测试集导入训练好的POA‑ELM分类模型,对真实槽波数据进行分类识别,得到分类识别结果;
其中,所述POA‑ELM分类模型的构建方法,包括以下步骤:确定极限学习机网络结构,进行初步训练与测试,确定待优化变量个数;
确定鹈鹕种群大小、迭代次数,生成初始种群,计算适应度函数fitness,假设ELM分类准确率为A,以1‑A作为适应度值;
在预设的迭代次数内,进行鹈鹕算法的勘探阶段和开发阶段,不断更新鹈鹕位置,并保存目前最优适应度函数值及其对应的输入权值和隐含层偏置;
达到最大迭代次数后,获得全局最优适应度函数值和ELM网络最优输入权值与隐含层偏置,至此完成对极限学习机的优化,建立POA‑ELM分类模型;
其中,确定极限学习机网络结构,进行初步训练与测试,确定待优化变量个数,包括:根据样本数据的输入特征数与输出类别数,确定输入、输出节点数,设置隐含层节点数及激活函数,随机生成隐层偏置和输入权值,计算输出权值个数w2=o×h,以及待优化变量个数m=w1+w2+h+o,w1、w2为输入、输出权值个数,o、h分别为输出、隐含层节点数,m为待优化变量个数;
其中,确定鹈鹕种群大小时,鹈鹕种群初始化公式为:
xi,j=lj+rand·(uj‑lj),i=1,2,...,N,j=1,2,...,m;
式中,xi,j为第i个鹈鹕的第j维位置,N为鹈鹕的种群数量,m为求解问题的维度,即待优化变量的个数,rand是[0,1]范围内的随机数,uj和lj分别为求解问题的第j维的上下边界。
2.根据权利要求1所述的含煤地层异常构造识别分类方法,其特征在于,采集目标地质构造的仿真槽波数据为:以雷克子波作为发射源,采用透射波法采集槽波信号,将震源和检波器放置于地质构造仿真模型的不同工作面,采用一个震源点、若干个检波器的布置方式,所述震源发射一次信号每类构造进行采集若干组槽波数据。
3.根据权利要求1所述的含煤地层异常构造识别分类方法,其特征在于,鹈鹕种群采用种群矩阵表示为:式中,X为鹈鹕的种群矩阵,Xi为第i个鹈鹕的位置,N为鹈鹕的种群数量,m为求解问题的维度。
4.根据权利要求3所述的含煤地层异常构造识别分类方法,其特征在于,鹈鹕的适应度函数值采用适应度函数向量表示为:式中,F为鹈鹕种群的适应度函数向量,Fi为第i个鹈鹕的适应度函数值,或使用F(Xi)表示。
5.根据权利要求4所述的含煤地层异常构造识别分类方法,其特征在于,以极限学习机分类准确率与1的差值1‑A作为适应度函数值:
6.根据权利要求5所述的含煤地层异常构造识别分类方法,其特征在于,进行鹈鹕算法的勘探阶段为逼近猎物,勘探阶段:其中, 是基于勘探阶段更新后第i个鹈鹕的第j维的位置,rand是[0,1]范围内的随机数,pj为猎物的第j维的位置,Fp为猎物的适应度函数值,I为1或2的随机整数;
若适应度函数值在第j维的位置得到改善,则更新鹈鹕位置:
其中, 为第i个鹈鹕的新位置, 为基于勘探阶段更新后的第i个鹈鹕的新位置的适应度函数值。
7.根据权利要求6所述的含煤地层异常构造识别分类方法,其特征在于,进行鹈鹕算法的开发阶段为水面飞行,开发阶段:其中, 为基于开发阶段更新后第i个鹈鹕的第j维的位置,rand是[0,1]范围内的随机数,R为常数0.2,R·(1‑t/T)为 的邻域半径,t为当前迭代次数,T为最大迭代次数;
在开发阶段,再一次对鹈鹕的位置进行更新:
其中, 为第i个鹈鹕的新位置, 为基于开发阶段的适应度函数值;
保存目前最优适应度函数值及对应的输入权值和隐含层偏置。