各位同学，大家好。前期科技州推出了课程《实际资料断层识别实战——教你用Python自动识别地震断层》受到大家广泛关注。但是有些同学提出希望讲讲将断层识别结果在petrel中进行专业的展示。今天我们就通过视频讲解，全流程给大家演示断层识别和展示的方法。
01 环境的配置
1.基本程序环境
我们的课程主要都是在Python环境下运行的，所以大家需要配置Python相关运行环境。我们常用Anacoda 的Spider作为集成编辑器。这款软件既是免费软件，也具有较好的调试功能。
另外我们的课程涉及深度学习的内容比较多，我们会用到tensorflow和keras，这也请大家自行安装。
Petrel是专业处理地质数据的软件，在课程中我们用来展示断层结果。
以下是我们推荐的程序和引用库版本。
Python 3.8
keras 2.3.1
tensorflow-gpu 2.2.0
Anaconda 3 Spyder 4.1.5
petrel 2016
另外特别提示：
强烈建议大家配置具有独立NVIDIA显卡的运行环境，并装好CUDA驱动和Python的tensorflow-gpu版本，充分使用GPU加速计算。
后续我们课程中有关深度学习的处理，特别是断层和储层的处理，使用GPU加速比CPU会快很多个数量级。
2.本课程用到的引用库
这本次课程中，我们还会用到几个引用库。
一是matplotlib库，主要功能是用于绘制各种图像的模块，用于数据的分析和展示。
安装方法：pip install matplotlib
二是numpy库
NumPy（Numerical Python）是Python的一种开源的数值计算扩展。这种工具可用来存储和处理大型矩阵，支持大量的维度数组与矩阵运算，此外也针对数组运算提供大量的数学函数库。在本课程中主要用来做地震数组的运算。
安装方法：pip install numpy
三是obspy库
obspy 是个开源的处理地震数据的 Python框架。它为普通的文件格式提供解析器，客户端用来访问数据中心，提供地震信号处理日程，允许操作地震时间序列。我们教程中用来读取地震数据。
安装方法：pip install obspy
四是segyio库
segyio是一个小型的处理地震segy数据的程序库，带有python和matlab的语言绑定，能够方便地读写文件头信息、道头信息和地震数据。我们教程中用来保存地震数据。
安装方法：pip install segyio
五是tqdm库
Tqdm是 Python 进度条库，可以在 Python长循环中添加一个进度提示信息。
安装方法：pip install tqdm
本次课程这几个引用库的推荐版本是：
matplotlib 3.7.1
numpy 1.21.0
obspy 1.2.2
segyio 1.9.6
tqdm 4.50.2
02 程序运行
1.程序结构
本次课程运行的结构如图所示：
data文件夹存放了地震数据，其中pred.segy是我们把断层识别结果pred.dat重新制作的segy文件，seismic.sgy是原始的地震资料。
dataset文件夹存放了中间结果，其中pred.dat是断层识别结果文件，seis.dat是将原始地震资料转换后的二进制数据体。
model文件夹存放了模型文件，其中
model_lr_1.0e-04_25_epochs.h5是要加载的模型权重文件，SegNet3D.json是模型结构文件。
接下来就是我们要运行的程序文件。1.seismicTool.py是数据处理工具程序，实现了地震数据尺寸的计算，断层结果保存为segy数据体等功能。2.predictionDemo.py是主程序文件，实现了地震资料的断层识别，断层结果展示等功能。prediction.py是一个调用程序，实现了断层识别和结果保存等功能。
2.程序运行
接下来就详细讲解整个程序运行和操作的过程。
（1）数据尺寸检测
三维地震资料的尺寸是后续工作开展的前提条件，由于各种原因，我们可能只有三维资料，而不知道它的三维尺寸。因为三维数据体的复杂性，数据尺寸的计算比二维数据要困难些，因此我们提供了两种方法供大家参考。
一是使用seismicTool.py程序。我们通过obspy函数库来读取数据体地震道头，程序的num_inline，num_xline，num_sample参数就是地震体的inline，crossline和timeline参数。不过如果地震数据的道头有问题，程序可能无法正确识别。比如这里的num_inline和num_xline就计算不正确，只有num_sample计算正确。
二是使用petrel软件。右击地震数据，选择Statistics。其中Number of inlines为 inline，Number of crosslines为xline，Number of samples per trace为timeline。这样就能快速获得三维尺寸。
（2）断层识别
我们打开predictionDemo.py程序。
首先导入训练好的模型。
然后填好地震数据三维尺寸。
运行pred_segyAllMan函数后，就会自动识别地震体的断层，并把结果保存在dataset文件夹。
这里视处理地震体的大小不同，处理速度会显著的变化。一般来说，对于纯CPU，内存8G以内的运行环境，最好处理尺寸在400*400*400以内，否则可能在运行过程中耗尽内存资源而崩溃。
断层识别完成后，可以加载识别结果进行显示。
我们既可以画出剖面与断层的左右显示的两张图片，也可以画出剖面与断层重叠的一张图片。
不过这样的显示结果在工程应用中还不够灵活和专业，更好的显示效果需要在petrel软件中实现。
（3）结果在petrel显示
在petrel加载数据之前，我们需要先将断层结果保存为segy数据体。
我们使用程序seismiceTool.py“断层结果保存为SEGY数据体”部分。将生成的pred.segy断层结果保存为segy数据格式。
这里程序的原理是利用原始地震数据的道头信息，复制到新的断层数据体中，方便petrel软件加载数据。
接下来就进入到petrel软件中来操作了。
我们首先在petrel工程中加载原始三维地震资料。选择survey 1，选择Import (on selection)，加载三维数据资料。如果弹出对话框，选择 continue spatially，在Input data对话框点击OK。
现在显示3D地震图像。在home选项窗口，点击Window，选择3D window。勾选inline 和 Xline后，就显示出了3D地震资料。还可以添加timeline维度，选择文件，鼠标右键选择insert time slice intersection。
为了后续断层显示明显一些，需要把地震资料的颜色调为灰白色。选择文件，选择settings，选择colors,在Global color选项框中选择white grey black。
接下来就是加载断层结果了。选择survey 1，选择Import (on selection)，加载断层数据。如果弹出对话框，在Input data对话框点击OK。也可以添加断层体的time slice显示。
这时候勾选断层结果与地震资料融合显示，效果比较差。我们需要调整断层结果的颜色。点击断层资料，鼠标右键选择settings，点击colors，先选择Global 的窗口，选择white red的配色，然后再点击Local的选项（这样做的好处是后面修改不会影响软件的默认配置）。
现在我们需要不断调节调色板，直到符合我们满意的效果。首先把最底部色标调到最左边，这样就实现了白色透明的效果，也就把断层线清晰的显示了出来。其次，如果我们希望断层线少一些，细一些，就可以点击中间一个色标，拖动到最左边，进行上下调节，并点击apply按钮来看效果。当达到我们满意的结果后，就可以点击OK按钮。
petrel显示效果多样，如果你想调节三维的显示效果，可以通过鼠标自由的移动显示角度。如果你想调节不同的inline，xline，timeline的位置，可以这样操作：先不显示断层的结果，然后点击工具栏中的“manipulate plane”工具，就可以随意拖动不同维度的剖面。
然后再加载断层结果，这时发现断层和资料是错位的。我们需要点击顶部的工具“players”，选择“intersection player”工具，点击不同维度的断层剖面，调节数值与地震资料匹配。这样就达到了比较好的效果。
如果你想只显示一个剖面的情况，比如显示timeline的断层结果。就可以把地震资料和断层结果的inline和xline维度反向勾选让其不显示，然后再调整到一个满意的角度来显示。
通过以上的讲解，相信大家已经掌握了了断层识别和显示的全部过程，将有效帮助大家后续科研或工程的应用。如果大家对程序感兴趣，请联系我交流讨论。
我是科技州，用心分享智能地震勘探干货，带你一同进步。再见。
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