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  "nbformat": 4,
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  "metadata": {
    "colab": {
      "provenance": [],
      "collapsed_sections": [
        "Ff5s-MH3T-6V",
        "y01puna-Urnm"
      ]
    },
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      "display_name": "Python 3"
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  "cells": [
    {
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      "metadata": {
        "id": "1hH4AvARTtxy"
      },
      "source": [
        "import matplotlib.pyplot as plt\n",
        "import numpy as np\n",
        "\n",
        "from google.colab import files"
      ],
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      "outputs": []
    },
    {
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        "id": "Ff5s-MH3T-6V"
      },
      "source": [
        "# Os parâmetros da amostragem no tempo e no espaço:\n",
        "**Tempo:** \n",
        "é a escala de tempo do simograma (eixo vertical); todos os geofones tem a mesma amostragem em tempo:\n",
        "*   Tmax = tempo total do registro\n",
        "*   dt = intervalo de amostragem, entre os valores de tempo, em que o sismógrafo salva o valor da amplitude da vibração da onda. \n",
        "\n",
        "**Espaço**: é a posição dos geofones, ou os valores de \"x\" nas equações de tempo, associados à geometria de aquisição do ensaio sísmico: \n",
        "* xmin = afastamento mínimo fonte-receptor (da fonte ao 1o. geofone)\n",
        "* dx = intervalo entre geofones \n",
        "* NG =  Número de geofones \n",
        "\n"
      ]
    },
    {
      "cell_type": "markdown",
      "metadata": {
        "id": "YWQvF60128FP"
      },
      "source": [
        "**1.1 Gere o vetor para compor a escala de tempo do sismograma:** \n",
        "\n",
        "( um vetor com os valores de tempo de cada valor de amplitude dos dados sísmicos; esse vetor (valores de tempo) será o mesmo para todos os traços do sismograma ) \n"
      ]
    },
    {
      "cell_type": "code",
      "metadata": {
        "id": "MUKpiXI67yei"
      },
      "source": [
        "Tmax=\n",
        "dt=0.001  #1ms\n",
        "# escreva o comando para gerar o vetor t (em função das variáveis dt e Tmax)\n",
        "t ="
      ],
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    },
    {
      "cell_type": "markdown",
      "metadata": {
        "id": "CS7BRwq26_QC"
      },
      "source": [
        "**1.2 Gere o vetor para compor a escala do eixo x (coordenadas dos geofones ou afastamentos fonte-receptor)** \n",
        "\n",
        "( um vetor com os valores de x - **defina a mesma geometria escolhida na modelagem dos tempos de percurso**)"
      ]
    },
    {
      "cell_type": "code",
      "metadata": {
        "id": "_eIEI-948n0b"
      },
      "source": [
        "NG=\n",
        "xmin=\n",
        "dx=\n",
        "# comando para gerar o vetor x (em função das variáveis xmin, dx, NG)\n",
        "x=np.arange(xmin, (NG * dx + xmin), dx)\n"
      ],
      "execution_count": null,
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    },
    {
      "cell_type": "markdown",
      "metadata": {
        "id": "y01puna-Urnm"
      },
      "source": [
        "\n",
        "# Os valores de amplitude dos sismogramas\n",
        "  O sismograma multicanal: cada canal do sismógrafo registra as vibrações das ondas sísmicas que atingem cada um dos geofones (assim, um traço do sismograma para cada geofone). \n",
        "  \n",
        "  As amplitudes dos sismogramas serão armazenadas em uma variável do tipo matriz, sendo que:\n",
        "- cada coluna da matriz são os valores das amplitudes da vibração que atinge cada geofone, correspondendo a uma posição ou afastamento fonte-receptor (x); o número de colunas é igual ao número de geofones;\n",
        "- e o número de linhas da matriz é igual ao número de amostras em tempo (len(t)), o tamanho do vetor t definido acima no item 1.1.\n",
        "\n"
      ]
    },
    {
      "cell_type": "markdown",
      "metadata": {
        "id": "CxyH6jQO0uYF"
      },
      "source": [
        "**2.1 - Inicialmente vamos gerar uma matriz com todos os valores de amplitude igual a zero para representar os dados sísmicos em cada geofone.**\n",
        "\n",
        "Portanto, essa matriz deverá ter as dimensões dos vetores \"t\" e \"x\" gerados acima:\n",
        "```\n",
        "#Exemplo da sintaxe dos comandos:\n",
        "matriz = np.zeros([Número de Linhas, Número de Colunas])\n",
        "\n",
        "print (matriz.shape)  #para imprimir as dimensões da matriz\n",
        "print (matriz)\n",
        "```"
      ]
    },
    {
      "cell_type": "code",
      "metadata": {
        "id": "v38tLyC_AejX"
      },
      "source": [
        "M=np.zeros([,])\n"
      ],
      "execution_count": null,
      "outputs": []
    },
    {
      "cell_type": "markdown",
      "metadata": {
        "id": "Vm_NOhm9VD7b"
      },
      "source": [
        "**2.2 Substituir os valores de amplitude para 1, na posição de cada chegada da onda.**\n",
        "\n",
        "Carregue os tempos modelados (Tarefa do Exercício 1 - aula anterior) e identifique qual a posição do elemento dentro da Matriz dos dados (sismograma) que equivale a cada tempo calculado e **substitua o valor 0 (zero) do elemento por 1 (um)** nesta posição.\n",
        "\n",
        "```\n",
        "# O desafio aqui é identificar qual a posição do elemento da matriz [i,j] que refere-se a cada ponto (x,t) das 3 curvas de tempo \n",
        "# faça isso individualmente para cada curva t-x\n",
        "# lembre-se que a posição do elemento é um número inteiro ([i,j])\n",
        "# atribua o valor 1 a matriz na posição identificada (matriz[i,j]=1)\n",
        "\n",
        "```"
      ]
    },
    {
      "cell_type": "code",
      "metadata": {
        "id": "2zFDVn8-UNBp"
      },
      "source": [
        "\n",
        "files.upload() #importe os arquivos de tempos dos eventos sísmicos, que foram salvos da tarefa anterior"
      ],
      "execution_count": null,
      "outputs": []
    },
    {
      "cell_type": "code",
      "metadata": {
        "id": "Q83mg6KQVE1S"
      },
      "source": [
        "#escreva o nome dos arquivos entre as \"\"\n",
        "x1,t1=np.loadtxt(\" \", unpack=True)\n",
        "x2,t2=np.loadtxt(\" \", unpack=True)\n",
        "x3,t3=np.loadtxt(\" \", unpack=True)\n",
        "\n",
        "#COMPLETE A PROGRAMAÇÃO DA Etapa 2.2\n",
        "\n",
        "\n",
        "\n"
      ],
      "execution_count": null,
      "outputs": []
    },
    {
      "cell_type": "markdown",
      "metadata": {
        "id": "tsRKiqRDULlH"
      },
      "source": [
        "**Gere uma imagem do sismograma nesta etapa, para conferir se a tarefa acima foi realizada corretamente**"
      ]
    },
    {
      "cell_type": "code",
      "metadata": {
        "id": "dv3381GgGBDh"
      },
      "source": [
        "#1. Preparação dos dados para plotar:\n",
        "#1.1 Complete a primeira linha a seguir, com o nome da sua variável matriz (estamos trocando o nome da variável)\n",
        "matriz_dados=        \n",
        " \n",
        "#1.2 Complete as dimensões da Matriz \n",
        "NS=   \t\t#Número de linhas da Matriz (= Número de amostras em tempo))\n",
        "NX1=  \t\t#Número de colunas da Matriz (= Número de geofones)\n",
        "\n",
        "\n",
        "#2: Imagem do sismograma \n",
        "plt.figure (figsize=(9, 6), dpi=100)  #para aumentar o tamanho e melhorar a qualidade da imagem\n",
        "\n",
        "# - Nas 4 linhas a seguir estão programados os comandos para plotar o sismograma\n",
        "temporario=np.transpose(matriz_dados)\n",
        "for i in range(0,NX1):\n",
        "\tdata = x[i] + temporario[i]*1\t\n",
        "\tplt.plot(data, t, 'g-')\n",
        "\n",
        "# - sugestão para completar a imagem, pode alterar ao seu critério\n",
        "plt.ylim([np.max(t),np.min(t)])\n",
        "plt.xlabel(u'Distância (m)')\n",
        "plt.ylabel('Tempo (s)')\n",
        "plt.title('Modelagem dos tempos de chegada no sismograma')"
      ],
      "execution_count": null,
      "outputs": []
    },
    {
      "cell_type": "markdown",
      "metadata": {
        "id": "i280nTBRVU8h"
      },
      "source": [
        "**2.3 - Substituir cada um dos valores de amplitude igual a 1, inseridos no item acima, pelo pulso sísmico (a assinatura da fonte ou wavelet)**\n",
        "\n",
        "Esta etapa, como envolve vários detalhes, inclusive de teoria que vocês ainda não aprenderam no curso, foi totalmente programada na célula a seguir.\n",
        "\n",
        "Se você programou corretamente as linhas acima:\n",
        "- basta executar a próxima célula para gerar a imagem final dos sismogramas;\n"
      ]
    },
    {
      "cell_type": "code",
      "metadata": {
        "id": "cMPlYDFCqBgR"
      },
      "source": [
        "NG=NX1\n",
        "# wavelet e convolução da wavelet com a matriz de dados anterior \n",
        "#vetor que contém as amplitudes da wavelet\n",
        "W = np.array([-9.6925e-04,-1.9277e-03,-3.6997e-03,-6.8484e-03,\n",
        "\t\t  -1.2221e-02,-2.1011e-02,-3.4779e-02,-5.5374e-02,\n",
        "\t\t  -8.4715e-02,-1.2436e-01,-1.7486e-01,-2.3496e-01,\n",
        "\t\t  -3.0076e-01,-3.6510e-01,-4.1749e-01,-4.4493e-01,\n",
        "\t\t  -4.3363e-01,-3.7173e-01,-2.5257e-01,-7.7582e-02,\n",
        "\t\t   1.4179e-01,3.8423e-01,6.2093e-01,8.2019e-01,\n",
        "\t\t   9.5324e-01,1.0000e+00,9.5324e-01,8.2019e-01,\n",
        "\t\t   6.2093e-01,3.8423e-01,1.4179e-01,-7.7582e-02,\n",
        "\t\t  -2.5257e-01,-3.7173e-01,-4.3363e-01,-4.4493e-01,\n",
        "\t\t  -4.1749e-01,-3.6510e-01,-3.0076e-01,-2.3496e-01,\n",
        "\t\t  -1.7486e-01,-1.2436e-01,-8.4715e-02,-5.5374e-02,\n",
        "\t\t  -3.4779e-02,-2.1011e-02,-1.2221e-02,-6.8484e-03,\n",
        "\t\t  -3.6997e-03,-1.9277e-03,-9.6925e-04])\n",
        "\n",
        "#acertando o tamanho do vetor wavelet para poder usar a função de convolução (np.convolve)\n",
        "W = np.append(np.zeros(np.size(W)//2),W)\n",
        "\n",
        "#inicializando uma nova matriz \n",
        "dados2 = np.zeros([NG,NS])\n",
        "\n",
        "#convolução da wavelet com a matriz gerada com os valores de amplitude 1,\n",
        "#resultado é armazenado na variável dados2\n",
        "for i in range(temporario.shape[0]):\n",
        "\tdados2[i,:] = np.convolve(temporario[i,:], W, mode='same')\n",
        "\n",
        "\n",
        "#Plotagem do sismograma para a variável dados2\n",
        "plt.figure (figsize=(7, 5), dpi=100) \n",
        "for i in range(0,NX1):\n",
        "\tdata = x[i] + dados2[i]*1\n",
        "\t#data = x[i] + (dados[i] / max(abs(dados[i])))  * 0.75\n",
        "\tplt.plot(data, t, 'k-')\n",
        "\tplt.fill_betweenx(t, x[i], data, where = (data > x[i]), color='k')\n",
        "\n",
        "\tplt.ylim([np.max(t),np.min(t)])\n",
        "\tplt.xlabel(u'Distância (m)')\n",
        "\tplt.ylabel('Tempo (s)')\n",
        "\tplt.title('Modelagem do sismograma')\n",
        "plt.show()\n",
        "\n",
        "#Plotagem do sismograma para a variável dados2, com as curvas de tempo-distância calculadas\n",
        "plt.figure (figsize=(7, 5), dpi=100) \n",
        "for i in range(0,NX1):\n",
        "\tdata = x[i] + dados2[i]*1 #(dados[i] / max(abs(dados[i])))  * 1.75\n",
        "\tplt.plot(data, t, 'k-')\n",
        "\tplt.fill_betweenx(t, x[i], data, where = (data > x[i]), color='k')\n",
        "\tplt.ylim([np.max(t),np.min(t)])\n",
        "\tplt.xlabel(u'Distância (m)')\n",
        "\tplt.ylabel('Tempo (s)')\n",
        "#para plotar as curvas de tempo-distância sobre a imagem do sismograma\n",
        "\tplt.plot(x1,t1)\n",
        "\tplt.plot(x2,t2)\n",
        "\tplt.plot(x3,t3)\n",
        "\tplt.title('Modelagem do sismograma com a interpretação dos tempos')\n",
        "plt.show()"
      ],
      "execution_count": null,
      "outputs": []
    },
    {
      "cell_type": "code",
      "metadata": {
        "id": "UL3qw5ImkeWZ"
      },
      "source": [],
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    }
  ]
}