Uma comparação entre WaveNet e XGBoost para propagação direta de ondas tradicionais e inversão sísmica usando modelos de camada horizontal

dc.contributor.advisorAraújo, João Medeiros de
dc.contributor.advisorIDhttps://orcid.org/0000-0001-8462-4280pt_BR
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/3061734732654188pt_BR
dc.contributor.authorTeixeira, Juli Sergine Tavares
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/4261542173975572pt_BR
dc.contributor.referees1Bezerra, Claudionor Gomes
dc.contributor.referees2Corso, Gilberto
dc.contributor.referees3Nascimento, Hugo Alexandre Dantas do
dc.contributor.referees4Henriques, Marcos Vinicius Candido
dc.date.accessioned2024-10-31T20:31:25Z
dc.date.available2024-10-31T20:31:25Z
dc.date.issued2024-07-31
dc.description.abstractThe application of machine learning in geophysics has increased dramatically in the last decade, with the quality of its results varying depending on the type of seismic problem in focus and the computational method used. Deep learning methods are achieving impressive results in this area, but we note that there is still a lack of certainty about whether classical machine learning methods can provide similar results. In the present work, the aim was to try to fill part of this gap by comparing a well-known deep learning method with a non-deep learning based machine learning method for direct wave propagation and seismic inversion problems for layered 2D models. horizontal. Both methods are evaluated in different scenarios, but under similar conditions, to be able to understand the effect of parameter configuration on their results. The dataset has 20,000 samples, each consisting of three vectors: a velocity vector with 236 values (representing a vertical profile of a randomly generated 2D layered model), a reflective vector with 600 values obtained directly from the velocity vector, and the associated vector seismogram with 11 traces containing 600 values each. The overall results show that WaveNet achieves a lower MSE between predicted and correct results than XGBoost results. A challenge that has not yet been faced is that WaveNet can train well on a GPU, but it was not possible to do the same with XGBoost, due to the amount of data to be processed.pt_BR
dc.description.resumoA aplicação de aprendizado de máquina em geofísica aumentou vertiginosamente na última década, com a qualidade de seus resultados variando conforme o tipo de problema sísmico em foco e o método computacional empregado. Os métodos de aprendizagem profunda estão alcançando resultados impressionantes nesta área, mas notamos que ainda há uma falta de certeza sobre se os métodos clássicos de aprendizagem de máquina podem fornecer resultados semelhantes. No presente trabalho, o objetivo foi tentar preencher parte dessa lacuna, comparando um método bem conhecido de aprendizado profundo (WaveNet) por um método de aprendizado de máquina não baseado em aprendizado profundo (XGBoost) para a propagação direta de ondas e os problemas de inversão sísmica para modelos 2D em camadas horizontais. Ambos os métodos são avaliados em cenários diferentes, mas sob condições semelhantes, para ser possível compreender o efeito da configuração dos parâmetros nos seus resultados. O conjunto de dados tem 20.000 amostras, cada uma consistindo em três vetores: um vetor de velocidade com 236 valores (representando um perfil vertical de um modelo em camadas 2D gerado aleatoriamente), um vetor reflexivo com 600 valores obtidos diretamente do vetor de velocidade e o vetor associado sismograma com 11 traços contendo 600 valores cada. Os resultados gerais mostram que a WaveNet atinge um erro quadrático médio (MSE) inferior entre os resultados previstos e corretos do que o resultados do eXtreme Gradient Boosting (XGBoost). Um desafio ainda não enfrentado é que a WaveNet consegue treinar bem em GPU, mas não se conseguiu fazer o mesmo com o XGBoost, devido à quantidade de dados a serem processados.pt_BR
dc.identifier.citationTEIXEIRA, Juli Sergine Tavares. Uma comparação entre WaveNet e XGBoost para propagação direta de ondas tradicionais e inversão sísmica usando modelos de camada horizontal. Orientador: Dr. João Medeiros de Araújo. 2024. 92f. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Petróleo) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2024.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/60485
dc.languagept_BRpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Nortept_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE PETRÓLEOpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectWaveNetpt_BR
dc.subjectXGBoostpt_BR
dc.subjectInversão sísmicapt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICA::PETROLEO E PETROQUIMICApt_BR
dc.titleUma comparação entre WaveNet e XGBoost para propagação direta de ondas tradicionais e inversão sísmica usando modelos de camada horizontalpt_BR
dc.typedoctoralThesispt_BR

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