Awọn anfani:
- Loye aiṣedeede ati ẹda polysemous ti ipadasẹhin ati iwọntunwọnsi laarin ibamu data ati isọdọtun.
- Agbara lati fọwọsi isare AI (awoṣe aropo, kọ ẹkọ ṣaaju) pẹlu awoṣe iwaju otitọ ati ṣe idanimọ ẹkọ ẹkọ ẹkọ ti a fiweranṣẹ
- Agbara lati jabo abajade bi pinpin aidaniloju kuku ju awoṣe ẹyọkan ati ṣafihan ipinnu / ifamọ ati ipinya-ile data
Ibeere ti o jinlẹ julọ ni geophysics ni: kini awoṣe subsurface ti o ṣe agbejade data ti Mo wọn ni dada? Idahun ibeere yi ni a npe ni inversion. Lakoko ti awoṣe siwaju ṣe iṣiro data ti a nireti lati inu awoṣe abẹlẹ ti a mọ, awoṣe onidakeji ṣe idakeji: o ṣe iṣiro awoṣe subsurface lati data akiyesi. Ninu ẹyọ yii, iwọ yoo kọ ẹkọ bii oye atọwọda (AI) ṣe iyara iyipada, mu awọn aaya dipo awọn wakati pẹlu awọn awoṣe surrogate; ṣugbọn a yoo rii idi ti abajade AI ko le ka bi “apẹẹrẹ otitọ kan” nitori polysemy ti o wa ati aibikita ti iyipada.
Ipilẹ ẹdọfu ti onidakeji ojutu
Iyipada kii ṣe iṣoro ti ko dara; O jẹ iṣoro ti ko tọ: o le ko ni ojutu, o le jẹ diẹ ẹ sii ju ọkan lọ, tabi ariwo kekere kan ninu data le fa iyipada nla ninu awoṣe naa. Nitorinaa, awọn iwọntunwọnsi ipadabọ awọn ipa meji: aiṣedeede data (bawo ni data ti a ṣe nipasẹ awoṣe ṣe sunmọ data ti a ṣe akiyesi) ati isọdọtun (fifi idiwọ “iṣeduro” kun si awoṣe, fun apẹẹrẹ didan tabi isunmọ si awoṣe itọkasi). Pupọ data ibamu tun ṣafihan ariwo sinu awoṣe; ju Elo regularization erases awọn ti gidi be. Eto ti iwọntunwọnsi yii (fun apẹẹrẹ lambda iwuwo deede) ni ipa lori gbogbo itumọ.
Bawo ni AI ṣe yara iyipada?
Iyipada kilasika ṣe imudojuiwọn awoṣe ni ilodisi nipasẹ ṣiṣe awoṣe siwaju awọn ọgọọgọrun si ẹgbẹẹgbẹrun awọn akoko; Ni itanna 3D tabi iyipada igbi ni kikun eyi le gba awọn wakati si awọn ọjọ. AI nyara ni awọn ọna mẹta:
- Awoṣe surrogate (surrogate/emulator): Kikuru ọmọ nipa isunmọ iṣiro ti o wuwo pẹlu nẹtiwọọki nkankikan ti a ti kọkọ ṣaaju.
- Kọ ẹkọ ṣaaju: Lilo idiwọ “iṣoro” ti a kọ lati awọn awoṣe ẹkọ-aye ojulowo dipo isọdọtun.
- Itọkasi taara (opin-si-opin): Asọtẹlẹ lẹsẹkẹsẹ pẹlu awọn nẹtiwọọki ti o kọ ẹkọ aworan agbaye taara lati data si awoṣe (fun apẹẹrẹ ni diẹ ninu awọn iyipada 1D).
Olukuluku ṣe afikun iyara, ṣugbọn ọkọọkan n ṣafihan ewu tuntun: awoṣe surrogate yoo ṣe aṣiṣe ni ita ibiti ikẹkọ; iṣaaju ti o kọ ẹkọ le fa ẹkọ ẹkọ-aye ti ikẹkọ ti ṣeto lori data (ti o ṣe agbekalẹ eto ti ko si bi “o ṣeeṣe”); itọkasi taara le ṣe apọju igbẹkẹle rẹ.
Imọran: Ṣaaju gbigba abajade ti iyipada onikiakia AI, fi awoṣe ti o yọrisi si nipasẹ awoṣe gangan (ti ara) siwaju ati ṣe afiwe data ti o ṣe pẹlu data ti a ṣe akiyesi. Ti ojutu kan ti awoṣe surrogate sọ pe “bamu” ko ba mu data ti a ṣe akiyesi ni fisiksi gidi, ojutu yẹn jẹ asan.
Idiwọn aidaniloju: pinpin, kii ṣe awoṣe ẹyọkan
Ijade ti iyipada ti o dara kii ṣe awoṣe kan, ṣugbọn idile ti awọn awoṣe ti o ṣeeṣe. Awọn ọna lati wiwọn aidaniloju: awọn ọna ṣiṣe pupọ pẹlu awọn awoṣe ibẹrẹ ti o yatọ, awọn iwọn isọdọtun ti o yatọ, ati awọn ọna iṣeeṣe (fun apẹẹrẹ Bayesian inversion - ọna ti o funni ni abajade bi pinpin iṣeeṣe; pinpin lẹhin). AI le ṣe iyara iṣapẹẹrẹ pinpin kaakiri yii (fun apẹẹrẹ, ṣiṣẹda awọn nọmba nla ti awọn awoṣe ti o ṣeeṣe). Ero naa kii ṣe lati sọ pe “Ilẹ-ilẹ jẹ bii eyi”, ṣugbọn “Ilẹ-ilẹ jẹ bii eyi ni iwọn yii ati ni awọn agbegbe wọnyi pẹlu igbẹkẹle yii”.
Išọra: Ni diẹ sii “didasilẹ ati alaye” maapu ipadabọ kan, diẹ sii ni igbẹkẹle diẹ sii o le jẹ lori ipinnu isọdọtun ati agbegbe. Dinku kii ṣe deede. Ṣe iyatọ iru agbegbe ti awoṣe ti pinnu nipasẹ data ati eyiti nipasẹ iṣaaju / ilana (itupalẹ ipinnu).
Ipinnu ati ifamọ
Kii ṣe gbogbo sẹẹli ti gbogbo awoṣe inversion jẹ igbẹkẹle dọgbadọgba. Ifamọ jẹ bi o ṣe ṣe idahun data naa si agbegbe ti awoṣe naa; Awọn agbegbe ti data ko le “ri” (ifamọ kekere) ti kun patapata nipasẹ agbegbe ati pe ko gbe alaye gidi. AI le ṣe okunkun iyatọ yii lakoko ti o n ṣe awọn solusan iyara. Nitorinaa, maapu ipinnu/ifamọ gbọdọ wa ni atẹle si awoṣe abajade.
mẹta mini igba
Ọran 1 - Lati awọn wakati si iṣẹju-aaya. Ninu iṣẹ akanṣe magnetotelluric kan (MT — ọna ti wiwọn resistivity ipamo pẹlu aaye itanna eleto), ṣiṣe ipadasẹhin 3D gba wakati 9. Ẹgbẹ naa rọpo akọọlẹ iwaju pẹlu nẹtiwọọki aṣoju kan, dinku iwoye oju iṣẹlẹ si awọn iṣẹju. Ṣugbọn wọn tun-ṣe awoṣe ikẹhin pẹlu fisiksi gidi ati ibamu data ti a fọwọsi; Wọn ṣe atunṣe pẹlu ọwọ ni agbegbe ti o jinlẹ nibiti aṣoju ti wa ni pipa nipasẹ 3%.
Case 2 - Ti paṣẹ Geology. Ipilẹ ti a kọ lati awọn agbada iyanrin ni a lo ni aaye kaboneti kan, ati pe ipadasẹhin ṣe agbekalẹ igbekalẹ ti o ni didan, botilẹjẹpe data naa ko ṣe atilẹyin. Maapu ero inu fihan pe eto yii wa ni agbegbe ti o jinlẹ nibiti data ko le rii: eto naa wa lati inu agbegbe, kii ṣe data naa. Nigbati ipilẹ ile ti yipada, awoṣe naa di ojulowo.
Ọran 3 - Airotẹlẹ ti sharpness. Awọn ẹgbẹ meji yiyipada-yanu data walẹ kanna. Ojutu pẹlu isọdọtun kekere wa jade didasilẹ, ojutu pẹlu isọdọtun giga ti jade jagged; Mejeji ipele ti data dogba. Ipinnu naa ni lati gba polysemy ati pẹlu awọn awoṣe mejeeji ni iṣiro ifiomipamo; Titiipa ninu awoṣe kan yoo tọju eewu naa.
Mẹrin daakọ awọn awoṣe
1) Yiyipada ojutu fifi sori ijumọsọrọ:
Rẹ ipa: ifasilẹ awọn ojogbon. Isoro: [1D/2D/3D, ọna: MT /seismic / walẹ]. Se alaye fun mi aiṣedeede ti ojutu onidakeji; Bawo ni MO ṣe ṣe iwọntunwọnsi ibamu data ati isọdọtun, nipasẹ awọn ibeere wo (L-curve, afọwọsi-agbelebu) ṣe Mo yan iwuwo deede? Kọ igbese nipa igbese.
2) Ijeri awoṣe aropo:
Mo yara imuṣere iwaju pẹlu awoṣe aropo AI kan. Bawo ni MO ṣe pinnu iwọn paramita laarin eyiti aṣoju yii jẹ igbẹkẹle? Bawo ni MO ṣe jẹrisi abajade pẹlu fisiksi gidi, bawo ni MO ṣe gba agbegbe nibiti aṣoju ti yapa? Daba ilana ìfàṣẹsí.
3) Aidaniloju:
Ojutu onidakeji mi fun apẹẹrẹ kan. Bawo ni MO ṣe lo awọn awoṣe ibẹrẹ oriṣiriṣi, oriṣiriṣi awọn iwuwo deede, ati iṣapẹẹrẹ iṣeeṣe lati ṣafihan aidaniloju? Bawo ni MO ṣe jabo abajade bi “ẹbi awọn awoṣe + aarin igba igbẹkẹle” dipo “apẹẹrẹ ẹyọkan”?
4) Iyapa ipinnu:
Mo fẹ lati ya sọtọ iru agbegbe ti awoṣe ipadabọ mi ti pinnu nipasẹ data ati eyiti o jẹ ipinnu nipasẹ ipilẹ ile / ilana. Bawo ni MO ṣe ṣeto ifamọ / itupalẹ ipinnu ati samisi awọn agbegbe ifamọ kekere ninu ijabọ naa?
Ailagbara kiakia / Alagbara kiakia
Ibere ailagbara:
Yiyipada yanju data yii ki o fun awoṣe ipamo.
Ọkan awoṣe nduro; Ó ń fi àìdára-ẹni-níjàánu àti àìdánilójú pamọ́, tí ń yọrí sí ìparí líle ṣùgbọ́n tí a kò lè tẹ̀ síwájú.
Ibere ti o lagbara:
Rẹ ipa: ifasilẹ awọn ojogbon. Data: [profaili walẹ + 2 iwuwo daradara]. Iṣẹ-ṣiṣe: (1) ṣe agbejade awoṣe itọkasi nipasẹ iwọntunwọnsi data ibamu-regularation; (2) yatọ iwuwo deede lati gba o kere ju awọn awoṣe omiiran mẹta ati ṣafihan pe gbogbo wọn baamu data naa; (3) agbegbe wo ni awoṣe kọọkan jẹ ipinnu nipasẹ data ati eyiti o jẹ ipilẹ. Ma ṣe ṣafihan abajade bi awoṣe to tọ kan; Fun pẹlu aidaniloju ibiti.
Ibeere fun awọn awoṣe omiiran, ibamu data, ati ipinya ipinnu jẹ ki ojutu onidakeji jẹ otitọ.
Awọn isunmọ inversion
Ona
iyara
Ewu akọkọ
ijerisi
Classic aṣetunṣe
lọra
agbegbe kere
ọpọ ibere
surrogate awoṣe
gan sare
jade ti ibiti o iyapa
Timo nipa gidi fisiksi
kọ ẹkọ agbegbe ile
sare
Geology ifisilẹ
maapu ifamọ
Bayesian / iṣeeṣe
alabọde
Iye owo iroyin
Ipinpin lẹhin
Awọn aṣiṣe ti o wọpọ
- Lerongba pe awọn nikan awoṣe jẹ gidi. Ojutu onidakeji ṣe oye pupọ; Ṣe awọn yiyan.
- Ni afọju gbigba awoṣe surrogate. Maṣe pari laisi ifẹsẹmulẹ abajade pẹlu iṣapẹẹrẹ iwaju gangan.
- Ko lere awọn ayika ile. Agbegbe ti a kọ ẹkọ le ṣe agbejade eto ti ko ṣe atilẹyin nipasẹ data naa.
- Asise didasilẹ fun išedede. Alaye naa da lori ipinnu igbagbogbo.
- Nọmbafoonu ipinnu. Ma ṣe ṣafihan awọn agbegbe ifamọ kekere bi alaye otitọ.
Ni akojọpọ
Iyipada jẹ igbesẹ iyipada ni geophysics lati data si awoṣe, ati pe o jẹ aiṣan-ara, iṣoro polysemous. AI; Awọn awoṣe surrogate bosipo yiyara ilana yii pẹlu awọn iṣaaju ti ẹkọ ati itọkasi taara. Ṣugbọn gbogbo isare n gbe eewu tuntun kan: fiseete ti ita-aarin, ẹkọ nipa ilẹ-aye ti a fi lelẹ, igbẹkẹle abumọ. Lilo deede; ṣiṣẹda awọn awoṣe yiyan, ifẹsẹmulẹ pẹlu fisiksi gidi, jijabọ aidaniloju bi pinpin, ati ipinnu ipinya. Ijade ti ojutu onidakeji kii ṣe otitọ kan ṣugbọn idile ti awọn awoṣe ti o ni igboya.
Ohun elo iṣẹ-ṣiṣe
Yan iṣoro ipadabọ kan (resissitivity 1D, profaili walẹ, ati bẹbẹ lọ). Gbero fun iṣowo-ibaramu-ilana data pẹlu awoṣe “ijumọsọrọ iṣeto ipadasẹhin”. Lẹhinna ṣẹda ilana kan fun ṣiṣẹda o kere ju awọn awoṣe omiiran mẹta pẹlu awoṣe “iwadii aidaniloju” ati ifiwera wọn pẹlu ibamu si data naa. Kọ bi o ṣe le ṣe iyatọ agbegbe wo ni o pinnu nipasẹ data ati eyiti o pinnu nipasẹ agbegbe ile.
akojọ ayẹwo
- [] Mo mọọmọ lu iwọntunwọnsi laarin ibamu data ati isọdọtun.
- [] Mo ṣe agbejade o kere ju awọn awoṣe omiiran mẹta ati ṣe afiwe ibamu wọn si data naa.
- [] Mo timo Surrogate/AI isare pẹlu gidi fisiksi.
- [] Mo ṣe afihan ipinya-ile data pẹlu ipinnu ipinnu/ maapu ifamọ.
- [] Mo royin abajade pẹlu iwọn aidaniloju, kii ṣe awoṣe kan.