convergenza di parametri in inversione geofisica

Messaggioda geofisica » 08/10/2010, 09:45

Ciao a tutti.
Mi sono iscritta a questo forum perche' sto lavorando alla mia tesi in geofisica e mi ritrovo con un arduo problema di convergenza di parametri in un'inversione. Il relatore pensa si possa risolvere, io personalmente no, ma essendo lui il "capo" continuo a provare ogni strada. Semplificando, abbiamo una serie di equazioni del tipo:

y1 = c * k * m * ( 2*x1 + t );
y2 = c * k * m * ( 2*x2 + t );
y3 = c * k * m * ( 2*x3 + t );
....................
yn = c * k * m * ( 2*xn + t );

L'equazione puo' essere scritta n volte, n dipende dalle esigenze. Le y rappresentano le mie osservazioni, quindi sono note. "c" e "t" sono costanti, anch'esse note. Le incognite sono k, m e tutte le xn.
La domanda e': come faccio a scrivere tutto questo in forma di sistema e risolverlo col calcolo matriciale?
Sembra stupido ma non lo e', i termini si moltiplicano tra loro e nonostante i mille tentativi fatti ( codici matlab con minimizzazione degli scarti, minimi quadrati.. ) e molteplici soluzioni trovate, i parametri non vogliono convergere a quelli reali.
Qualcuno ha qualche strada da proporre, che magari si allontani dalla minimalizzazione di scarti (o magari no, basta trovare uno sbocco al problema!)?
Ho pensato anche a metodi risolutivi per problemi sotto-determinati. Insomma, devo raffinare la convergenza, qualunque suggerimento su metodi che possano avvicinarmi alla corretta soluzione, anche con certa approssimazione, e' ben accetto!
Se invece altri pensano che il problema sia non-determinato (come me, d'altronde :? ) mi dicano perche'.
Grazie a tutti coloro che hanno anche solo letto.
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Messaggioda gugo82 » 08/10/2010, 10:02

Scusa, tanto per chiarire, gli \( \displaystyle x_n \) ed \( \displaystyle y_n \) sono numeri, non vettori, giusto?

A questo punto, hai un sistema lineare diagonale in \( \displaystyle x_n \) , le cui soluzioni sono \( \displaystyle x_n=\tfrac{1}{c\ k\ m} y_n-t \) .
"A occhio", mi pare chiaro che i parametri \( \displaystyle k \) ed \( \displaystyle m \) non possono essere determinati a partire dal sistema: infatti ogni equazione che aggiungi ti aggiunge un'incognita \( \displaystyle x_n \) perciò, se consideri anche \( \displaystyle k,m \) come incognite, il sistema (che diventa nonlineare) ti rimane con due incognite di troppo.

La cosa è diversa se riesci a misurare anche gli \( \displaystyle x_n \) : in tal caso puoi sperare di trovare (ad esempio coi minimi quadrati) un valore per \( \displaystyle k,m \) , perchè se riesci a trovare la retta dei minimi quadrati \( \displaystyle y=a\ x+b \) allora puoi ottenere le relazioni \( \displaystyle k\ m=\tfrac{a}{2c} ,\ k\ m=\tfrac{b}{c\ t} \) , dalle quali ricavare \( \displaystyle k,m \) .

Di più non riesco a dirti, che non ho chiaro tutto il procedimento.
Sono sempre stato, e mi ritengo ancora un dilettante. Cioè una persona che si diletta, che cerca sempre di provare piacere e di regalare il piacere agli altri, che scopre ogni volta quello che fa come se fosse la prima volta. (Freak Antoni)
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Messaggioda geofisica » 08/10/2010, 10:54

Esatto, gli xn e yn sono numeri.
Sono perfettamente d'accordo con tutto quello che hai detto: effettivamente il sistema si puo' scrivere ma e' non lineare a sotto-dimensionato, cioe' ho piu' incognite che equazioni. Le xn sono le mie incognite "principali", quindi per mia disgrazia non le posso misurare.
Ma se fosse solo quello il problema un metodo si troverebbe (una linearizzazione e una minimizzazione, come ho gia' fatto d'altronde), ma non funziona.
Secondo me e' perche' per ogni valore di k * m si ottiene un vettore diverso di x (x1,x2,x3,...,xn), perche' k e m sono fattori di ogni equazione. La morale e' che ho infinite soluzioni.
Io ho cercato di spiegarglielo ma passo solo per quella che si arrende.
Grazie comunque per l'aiuto e se ti viene in mente altro fammelo sapere! Chiaramente l'invito e' esteso a tutti...
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