چکیده: تعیین عمق و هندسه سنگ بسترهای مدفون در حوضههای رسوبی از اهداف استراتژیک بسیاری پروژه‌های اکتشافی بویژه آبهای زیرزمینی و ذخایر هیدروکربوری است. اندازه گیری و مدل‌سازی بوسیله داده‌های میدان پتانسیل، از پرکاربردترین روش های ژئوفیزیکی در این زمینه می باشد. هدف اصلی این رساله، بررسی امکان کاربرد الگوریتم های جستجوی عمومی، کلونی مورچگان و رقابت استعماری به عنوان جایگزینی برای روش های جستجوی محلی پاسخ از قبیل مارکوارت-لونبرگ و گاوس-نیوتن؛ در مدل‌سازی غیرخطی ضخامت رسوبات حوضه های رسوبی با استفاده از داده های گرانی سنجی و مغناطیس سنجی می باشد. بدین منظور ابتدا با بررسی مدل های پیشرو موجود جهت محاسبه پاسخ مدل در نقاط اندازه گیری داده، مدل های پیشرو (تلفورد-1976) برای مدل سازی داده های گرانی سنجی و مدل (کونارتنام-1981) برای مدل سازی داده های مغناطیس سنجی در نظر گرفته شدند. برای اجرای مدل‌سازی وارون داده‌های گرانی‌سنجی و مغناطیس سنجی به کمک الگوریتم های پیشنهادی و نیز ارائه نتایج به صورت بصری، کدهای مورد نیاز در محیط نرم افزار متلب نوشته شد. به منظور صحت سنجی کدهای توسعه داده شده ابتدا طراحی و پیاده سازی الگوریتم‌های مذکور برای داده-های متعلق به دو مدل مصنوعی گرانی و مغناطیسی، هریک در دو مرحله داده های بدون نوفه اعتبارسنجی شد. مقایسه کمی اختلاف بین داده های حاصل از مدل های اولیه و داده های محاسبه شده، بوسیله تعیین ریشه میانگین مربعات خطا به انجام رسید که میزان این پارامتر برای مدل سازی های گرانی سنجی از 0/23 میلی گال و برای مدل سازی های مغناطیس سنجی از 7/1 نانوتسلا فراتر نبود که این نتایج، عملکرد مناسب الگوریتم های طراحی شده را بر روی هر دو نوع داده مدل سازی شده، نشان می دهد. همچنین در این تحقیق میزان تاثیرپذیری این روش در برابر میزان نوفه های معمول احتمالی بر داده های مصنوعی مذکور مورد بررسی قرار گرفت. نتایج این بررسی؛ پایداری مناسب این الگوریتم برای مدل سازی داده های هر دو نوع مدل مصنوعی در برابر نوفه های سفید گاوسی را به نشان می دهد. به گونه ای که با افزودن تا 8 درصد نوفه سفید به داده های آنومالی گرانی مصنوعی تولید شده، و نیز تا 10 درصد نوفه سفید به داده های آنومالی مغناطیسی مصنوعی، هردو الگوریتم از پایداری مناسبی برخوردار بوده و توانستند مدل های پیش فرض را با دقت مناسبی بازسازی نمایند. همچنین عملکرد الگوریتم رقابت استعماری بر روی داده های حاصل از یک مدل مصنوعی حوضه رسوبی عمیق با دانسیته با تغییرات سهموی نسبت به عمق، بر اساس مدل پیشرو (گالاردو- 2003) بر روی دو نوع داده بدون نوفه و همراه با نوفه سفید بصورت کمی و بر اساس ریشه میانگین مربعات خطا ارزیابی شد که نتایج بدست آمده عملکرد مناسب الگوریتم مذکور را برای این نوع حوضه های رسوبی نیز نشان می دهد. برای ارزیابی عملکرد کدهای توسعه داده شده از داده های صحرایی مطالعه موردی داده های گرانی سنجی و مغناطیس سنجی حوضه رسوبی مغان در شمال غرب ایران استفاده شد. مقایسه نتایج مدل سازی های صورت گرفته با نتایج مطالعات زمین شناسی موجود و نیز نتایج مطالعات ژئوفیزیکی گذشته از طریق لرزه نگاری و نیز مدل سازی های گرانی سنجی به کمک روش مارکوارت-لونبرگ؛ عملکرد مناسب کدهای نوشته شده را نشان می دهد. در پایان با توجه به تفاوت های توزیع دانسیته در حوضه های رسوبی؛ وارون سازی داده های صحرایی مطالعات گرانی سنجی بر روی دو حوضه رسوبی لس آنجلس در کالیفرنیا و نیز حوضه رسوبی صحرای آتاکاما در شمال شیلی بوسیله الگوریتم رقابت استعماری به انجام رسید. در مدل سازی ضخامت رسوبات صحرای آتاکاما، از مدل پیش رو با تباین دانسیته ثابت و در مورد حوضه لس آنجلس از مدل پیشرو با وزن مخصوص متغیر بصورت سهموی استفاده شد. مدل های بدست آمده در هر از این دو مدل‌سازی با نتایج مطالعات گرانی و لرزه-ای پیشین صورت گرفته در آن دو حوضه همخوانی مطلوبی دارد.