本文档将介绍SEGY的读取与写入过程，其中包括IBM与PC两种数据格式的转换。
程序将调用IEEE2IBM.cpp文件完成IBM与PC格式的互相转换。
新建头文件ReadSeismic.h与C++文件ReadSeismic.cpp，以及主程序main.cpp。
1 头文件ReadSeismic.h的编写及其规范
1.1 程序描述、调用、声明、定义
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/********************************************************************** * Copyright(C) 2018,Company All Rights Reserved (1)版权说明 * * @file : ReadSeismic.cpp (2) 文件名 * * @brief : 实现地震数据的读、写操作 (3) 该文件主要功能简介 * * @version : 1.0 (4) 版本信息 * * @author : Fan XinRan (5) 创建作者 * * @date : 2022/2/8 星期二 (6) 创建时间 * * Others : (7) 备注、改动信息等 **********************************************************************/ //调用需要的C头文件#include<stdio.h> //C Language header file #include<stdlib.h>#include<string.h>#include<math.h>//调用需要的C++头文件#include<iostream> // C++ header file#include<vector>#include<algorithm>//调用非标准库#include"alloc.h" // 用于创建多维数组#include"segy.h" // 包含segy与bhed结构体，用于提取卷头和道头中采集、存储的信息// 定义全局变量及命名空间#define PI 3.141592654 //Constant Number Definition#define EPS 0.0000001using namespace std; |
1.2 声明函数
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unsigned short exchangeLowHigh16(unsigned short Data_temp);//16位高低位转换函数 short占2字节，2*8unsigned int exchangeLowHigh32(unsigned int Data_temp); //32位高低位转换函数 4*8float ibm2pc(unsigned int Data_temp); //IBM转PC数据unsigned int pc2ibm(float input); //PC转IBM数据float ieee2pc(unsigned int Data_temp); //IEEE转为PCvoid trace_ibm2pc(float *data_output, int *data_input, int nt); //地震道数据由IBM转换为PC格式void trace_pc2ibm(float *data_input, int *data_output, int nt); //地震道数据由PC转换为IBM格式bool copySeismicDataIBM(const char *filenameInput, const char *filenameOutput); //Copy seismic data from Inputfile to Outputfile |
1.3完整代码
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/********************************************************************** * Copyright(C) 2018,Company All Rights Reserved * * @file : ReadSeismic.cpp * * @brief : 实现地震数据的读、写操作 * * @version : 1.0 * * @author : Fan XinRan * * @date : 2022/2/8 星期二 * * Others : **********************************************************************///(1)调用需要的C头文件#include<stdio.h> // C Language header file #include<stdlib.h>#include<string.h>#include<math.h>//(2)调用需要的C++头文件#include<iostream> // C++ header file#include<vector>#include<algorithm>//(3)调用需要的非标准库头文件#include"alloc.h" // project header file #include"segy.h"#include//(4)定义全局常量#define PI 3.141592654 // Constant Number Definition#define EPS 0.0000001//(5)声明命名空间using namespace std;//(6)声明函数名、输入、输出及其类型unsigned short exchangeLowHigh16(unsigned short Data_temp);//16位高低位转换函数 short占2字节，2*8unsigned int exchangeLowHigh32(unsigned int Data_temp); //32位高低位转换函数 4*8float ibm2pc(unsigned int Data_temp); //IBM转PC数据unsigned int pc2ibm(float input); //PC转IBM数据float ieee2pc(unsigned int Data_temp); //IEEE转为PCvoid trace_ibm2pc(float *data_output, int *data_input, int nt); //地震道数据由IBM转换为PC格式void trace_pc2ibm(float *data_input, int *data_output, int nt); //地震道数据由PC转换为IBM格式bool copySeismicDataIBM(const char *filenameInput, const char *filenameOutput); //Copy seismic data from Inputfile to Outputfile |
2 C++文件ReadSeismic.cpp的编写及其规范
2.1 必要的说明
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/************************************************************************************************************* Function: copySeismicDataIBM (1)函数名 Description: copy segy file from input data to output data (2)简要描述其功能 Input: const char *filenameInput [in] input filename (.segy) (3)输入变量及输入文件类型 Output: const char *filenameOutput[out] output filename (.segy) (4)输出变量及输出文件类型 Return: bool true program success bool false program failed (5)返回值及其说明 Author: Fan XinRan (6)创建作者 Date : 2022/2/8 (7)创建时间 Others: (8)备注、改动信息等 *************************************************************************************************************/ |
2.2 定义读、写函数
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#include "ReadSeismic.h"bool copySeismicDataIBM(const char *filenameInput, const char *filenameOutput){ //实现代码 ...} |
（1）定义待使用的结构体变量、数值型变量
bhed 与 segy均为定义在segy.h中的结构体(structure)，分别包含了二进制卷头信息与道头信息，使用成员访问运算符(.)获取其内容；
使用unsigned int 声明整型变量，使用long long 或__int64声明SEGY文件字节数、地震道字节数，防止数据量超出范围，并且尽可能初始化变量。
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bhed fileheader; // file header 卷头segy traceheader; // trace header 道头unsigned int nt=0; // number of sample 采样点数unsigned int sizefileheader=sizeof(fileheader); // size of fileheader;unsigned int sizetraceheader=sizeof(traceheader); // size of traceheader;unsigned int ncdp = 0; // number of cdp 道数long long size_file = 0; //size of input filelong long size_trace = 0; //size of per-trace |
（2）新建指针变量
在读、写地震道数据这一任务中，需要用到输入指针、输出指针、地震道数据指针、道头指针以及一个临时指针变量，共五个指针变量。
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FILE *fpinput = NULL; // input file pointerFILE *fpoutput = NULL; // output file pointerfloat *dataInput = NULL; // input data pointersegy *traceheaderArray = NULL; // traceheader pointerint* temp = NULL; // temp pointer |
之前的任务中fread(dataInput[itrace],nt * sizeof(float),1,fpinput)，
整个读、写流程为：fpinput-->读取nt个数据-->dataInput[itrace]-->写入nt个数据-->fpoutput
本次任务中需要对数据进行变换，流程变为：fpinput-->读取nt个数据-->temp-->IBM/PC转换-->dataInput[itrace]-->写入nt个数据-->fpoutput。
（3）打开输入、输出文件指针
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fpinput = fopen(filenameInput, "rb"); //open input file pointer fpoutput = fopen(filenameOutput,"wb"); //open output file pointer//读写操作... //fopen()与fclose()成对出现，在对文件的操作完成后切记关闭文件fclose(fpinput); //close input file pointerfclose(fpoutput); //close output file pointer |
（4）判断文件打开情况
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if(fpinput==NULL){ //如果文件指针为NULL printf("Cannot open %s file\n", filenameInput); //打印“文件打开失败” return false; //结束程序}if(fpoutput==NULL){ printf("Cannot open %s file\n", filenameOutput); return false;} |
（5）读取/计算卷、道信息
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fread(&fileheader,sizefileheader,1,fpinput); // 从输入流(fpinput)中读取卷头信息到指定地址---->fileheadernt = exchangeLowHigh16(fileheader.hns) // 高低位转换_fseeki64(fpinput,0,SEEK_END); // 从文件末尾偏移这个结构体0个长度给文件指针fpinput，即fpinput此时指向文件尾size_file = _ftelli64(fpinput); // 返回当前文件位置，即文件总字节数size_trace = nt*sizeof(float)+sizetraceheader; // 每一道的字节数 = 采样点字节数+道头字节数ncdp = (size_file - (long long)sizefileheader)/size_trace; // 道数 = （文件总字节数 - 卷头字节数）/每一道的字节数_fseeki64(fpinput,sizefileheader,SEEK_SET); // 从文件开头偏移sizefileheader（卷头字节数）个长度给指针fpinput，即fpinput此时指向第一道的开始fwrite(&fileheader, sizefileheader, 1, fpoutput); // 先写入卷头 |
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fread()从给定流读取数据到指针所指向的数组中； -
fwrite(*ptr, size, nmemb,*stream)参数与fread()相同，把ptr所指向的数组中的数据写入到给定流stream中； -
_fseeki64的用法与fseek相同，表示从文件指定位置偏移一定字节数；前者具有更高的兼容性； -
_ftelli64与ftell同理，返回给定流的当前文件位置； -
exchangeLowHigh16()完成short型的高低位转换，int型的高低位转换使用exchangeLowHigh64()。
（6）遍历每一条地震道，读、写数据
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dataInput=alloc2float(nt,ncdp); // 分配nt*ncdp（采样点数×道数）所需的内存空间，用来存放二维地震道数据//其中，alloc2float是卸载alloc.h中的函数，创建一个float型的二维数组//dataInput为二级指针，可简记为dataInput指向每一行的开头memset(dataInput[0], 0, nt*ncdp * sizeof(float)); // 从第一行的开头开始，将内存块中nt*ncdp个字符赋值为0// dataInput指向每行开头，而dataInput[0]则为整个二维数组的起始位置// 在内存的动态存储区中分配ncdp个长度为sizetraceheader的连续空间traceheaderArray = (segy*)calloc(ncdp,sizetraceheader);temp = (int*)calloc(nt,sizeof(int));//逐道读取道头与地震道数据for(int itrace = 0; itrace < ncdp; itrace++){ fread(&traceheaderArray[itrace],sizetraceheader,1,fpinput); // &traceheaderArray[itrace]为第itrace道的地址，读取该道头信息 fread(temp,nt * sizeof(float),1,fpinput); // 读取nt个采样点的信息并将结果指向temp // 使用trace_ibm2pc将temp位置后nt个采样点的数据，进行IBM-->PC的转换，结果指向每一道开头(dataInput[itrace]) trace_ibm2pc(dataInput[itrace], temp, nt); }//end for(int itrace = 0; itrace < ncdp; itrace++)//逐道写入道头与地震道数据for (int itrace = 0; itrace < ncdp; itrace++) { fwrite(&traceheaderArray[itrace], sizetraceheader, 1, fpoutput); // 写入该道头信息 // 使用trace_pc2ibm将temp位置后nt个采样点的数据，进行PC-->IBM的转换，结果指向每一道开头(dataInput[itrace]) trace_pc2ibm(dataInput[itrace],temp,nt); fwrite(temp, nt * sizeof(int), 1, fpoutput); // 以IBM的格式存回fpoutput}//end for(int itrace = 0; itrace < ncdp; itrace++) // 在每个循环末尾的"}"添加备注，便于寻找和区分//在写操作完成后释放内存free(temp); // free temp pointerfree(traceheaderArray); // free traceheader pointerfree2float(dataInput); // free data input pointer |
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calloc(num,size)：在内存的动态存储区中分配num个长度为size的连续空间，函数返回一个指向分配起始地址的指针；如果分配不成功，返回NULL； -
malloc(size)：功能与calloc()相似，不同之处是malloc()不会将内存值初始化为0，而calloc()会将新申请的内存填充0。
2.3完整代码
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/***************************************************************************** Function: CopySeismicData Description: copy segy file from input data to output data Input: const char *filenameInput [in] input filename (.segy) Output: const char *filenameOutput[out] output filename (.segy) Return: bool true program success bool false program failed Author: Fan XinRan Date : 2022/2/8 Others: *****************************************************************************/#include "ReadSeismic.h"bool copySeismicDataIBM(const char *filenameInput, const char *filenameOutput){ segy traceheader; // trace header bhed fileheader; // file header unsigned int nt = 0; // number of sample unsigned int sizetraceheader = sizeof(traceheader); // size of traceheader; unsigned int sizefileheader = sizeof(fileheader); // size of fileheader; unsigned int ncdp = 0; // number of cdp long long size_file = 0; //size of input file long long size_trace = 0; //size of per-trace FILE *fpinput = NULL; // input file pointer FILE *fpoutput = NULL; //output file pointer float **dataInput = NULL; //input data pointer segy *traceheaderArray = NULL; // int* temp = NULL; fpinput = fopen(filenameInput, "rb"); //open input file pointer fpoutput = fopen(filenameOutput, "wb"); //open output file pointer if (fpinput == NULL) { printf("Cannot open %s file\n", filenameInput); return false; } if (fpoutput == NULL) { printf("Cannot open %s file\n", filenameOutput); return false; } fread(&fileheader, sizefileheader, 1, fpinput); nt = fileheader.hns; nt = exchangeLowHigh16(fileheader.hns); _fseeki64(fpinput, 0, SEEK_END); size_file = _ftelli64(fpinput); size_trace = nt * sizeof(float) + sizetraceheader; ncdp = (size_file - (long long)sizefileheader) / size_trace; _fseeki64(fpinput, sizefileheader, SEEK_SET); dataInput = alloc2float(nt, ncdp); memset(dataInput[0], 0, nt*ncdp * sizeof(float)); traceheaderArray = (segy*)calloc(ncdp, sizetraceheader); temp = (int*)calloc(nt,sizeof(int)); fwrite(&fileheader,sizefileheader,1, fpoutput); for (int itrace = 0; itrace < ncdp; itrace++) { fread(&traceheaderArray[itrace], sizetraceheader, 1, fpinput); fread(temp, nt * sizeof(int), 1, fpinput); trace_ibm2pc(dataInput[itrace], temp, nt); }//end for(int itrace = 0; itrace < ncdp; itrace++) for (int itrace = 0; itrace < ncdp; itrace++) { fwrite(&traceheaderArray[itrace], sizetraceheader, 1, fpoutput); trace_pc2ibm(dataInput[itrace],temp,nt); fwrite(temp, nt * sizeof(int), 1, fpoutput); }//end for(int itrace = 0; itrace < ncdp; itrace++) free(temp); free(traceheaderArray); free2float(dataInput); // free data input pointer fclose(fpoutput); //close output file pointer fclose(fpinput); //close input file pointer return true;} |
3 主函数main.cpp及运行结果
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#include"ReadSeismic.h"void main(){ copySeismicDataIBM("Azi6-Ang35-BZ19-6-1.segy","Outputibm.segy");} |
运行主函数后，程序会读入Azi6-Ang35-BZ19-6-1.segy，这是一个IBM格式的数据。再写入到Outputibm.segy，从而完成对SEGY文件的复制。
以上就是C/C++实现segy文件的读取详解的详细内容，更多关于C++读取segy文件的资料请关注服务器之家其它相关文章！
原文链接：https://www.cnblogs.com/GeophysicsWorker/p/16012141.html
