介绍
在进行动力时程分析前，选取合适的地震波是必须的。当前最热门的地震波下载网站当属PEER（太平洋地震工程研究中心）。从此网站下载地震波以后，往往需要将地震波数据进行二次转化，一方面得到用于导入其他软件的特种格式，另一方面生成地震波的反应谱。得到反应谱并不难，但是如何及时得到反应谱而略掉繁琐的‘点、点、点~’呢？本篇文章将解决此问题。
gitee代码托管
全部功能实现代码已托管至我的gitee账号Hongtao_He，如有代码问题，可在gitee中提交，或与我联系。对于地震波数据整理所需的关键函数已全部展示于上，亦可根据提示编辑属于自己的实现程序。
创作不易，欢迎关注、点赞、转发、支持，谢谢！
1. 实现目标
本篇文章的前提是处理从PEER上下载的地震波，目标是将所下载的地震波的地震波数据（存于txt中）、dt（时间步长）、ntps（时间步）、加速度反应谱四类信息进行处理。得到的结果，将地震波数据按不同时间步长整理的文件夹；含有地震波名称、dt、npts、加速度谱信息的表格。
运行结果
1 已下载的文件
为了展示，此处只下载了两条地震波，并在此目录文件内及下一级子目录文件内将地震波进行解压。可以看到，在这种状态下，当每级目录下的地震波若有100条时，或者，一条一条下载所得的地震波，处理起来的工程量不小。虽然能处理地震波的软件不少，但是地震波导入以后再依次复制出目标信息的方式非常的繁琐。
2 实现的效果
运行后，处理后的信息会汇总在“Processed Output Summary”文件夹中。
“处理后输出汇总”文件夹，是根据地震波所在的目录，将地震波按目录重新创建文件夹，并将其按时间步长类型进行整理。“地震波信息汇总.xlsx”表格保存有每级目录下的地震波的名称、dt、npts、加速度谱。
二、代码流程
1 需要的库
import os
import glob
import openpyxl
from pyexcel.cookbook import merge_all_to_a_book as sss
import math
2 主要函数：共5个
函数1：得到‘.py’程序所在的文件目录及下一级子目录的路径列表a，返回列表a
def file_name(file_dir): # 将目标路径和它下一级的子目录文件夹路径全部输出至列表
a1 = 1
a = []
for root, dirs, files in os.walk(file_dir):
if a1 == 1:
b = dirs
a.append(file_dir)
for i in range(0,len(b)):
h = file_dir + '\\' + b[i]
a.append(h)
break
return a
函数2：将每一路径下的‘.csv’文件转为‘.xlsx’（‘.csv’文件存有地震波名称，此步转化方便将地震波名称从‘.xlsx’中提取出来）
def csv_to_xlsx(path_1): # path_1为列表
h1 = file_name(path_1)
bb1 = 1
print('共有' + str(len(h1)) + '个含有' + '.scv' + '文件夹目录')
for i in range(0,len(h1)):
print('现在处理第' + str(bb1) + '个文件夹内的所有'+ ''''.csv'文件！''')
b1 = h1[i] + '\\' '*.csv'
b2 = glob.glob(b1) # 获取bb文件夹内的所有‘.csv’文件的路径
print(b2)
b3 = []
if b2 == []:
continue
else:
for j in range(0,len(b2)):
b3.append(b2[j])
sss(b3, h1[i] + '\\' + b2[j].split('\\')[-1].replace('.csv','.xlsx'))
b3 = []
bb1 += 1
print('’.scv‘文件处理完毕')
函数3：处理地震波源数据，返回地震波的dt、npst、数据列表
def Ssw(inFilename):
dt = 0.0
npts = 0
a = []
inFileID = open(inFilename, 'r')
flag = 0
for line in inFileID:
if line == '\n':
continue
elif flag == 1: # 此处用flag来进行标记，读取到带有DT的行后，后面的行都标记为1（进而将后面的行进行写出）
###################################
words = line.split()
lengthLine = len(words)
if words[0] == '***':
break
else:
for i in range(0, lengthLine):
a.append(float(words[i])) # 将地震波数据提取并存储至列表a中
#######################################
else: # 此处为对数据进行读取，并标记开始进行数据写入的开始行（只不过并没有标记处是从哪一行开始，而是以从这一行开始后面都是需要写入的地震波数据
words = line.split()
lengthLine = len(words)
if lengthLine >= 4:
if words[0] == 'NPTS=':
for word in words:
if word != '':
if flag == 1:
dt = float(word)
break # 此处的break中断的点是单个line的判断
if flag == 2:
npts = int(word.strip(','))
flag = 0
if word == 'DT=' or word == 'dt':
flag = 1
if word == 'NPTS=':
flag = 2
elif words[-1] == 'DT':
count = 0
for word in words:
if word != '':
if count == 0:
npts = int(word)
elif count == 1:
dt = float(word)
elif word == 'DT':
flag = 1
break # 此处的break中断的点是单个line的判断
count += 1
return dt, npts, a
函数4：根据所给路径创建文件夹
def mkdir(path): # 此项为创文件
import os
# 去除首位空格
path = path.strip() # 删除空白符（包括'\n', '\r', '\t', ' '）
path = path.rstrip("\\") # 去除尾部 \ 符号
# 判断路径是否存在
isExists = os.path.exists(path)
if not isExists:
# 如果不存在则创建目录
# 创建目录操作函数
os.makedirs(path)
print(path + ' 创建成功')
return True
else:
# 如果目录存在则不创建，并提示目录已存在
print(path + ' 目录已存在')
return False
函数5：由保存有地震波的列表，计算地震波反应谱（此处参考Dino陈博所推荐的Nigam积分法）
def nigam_clac(k,m,dt,damp,nstep):
tt=w=h=w2=hw=0.0
hw=wd=e=a11=a12=a21=a22=ss=cc=s1=c1=s2=c2=s3=c3=0.0
wdt=cwdt=swdt=b11=b12=b21=b22=x=sa=sv=sd=0.0
ddx=dx=dxf=xf=ddym=ddyf=0.0
nn=mm=0
dis=[]
vel=[]
acc=[]
tim=[]
pi = math.pi
##
tt =2*pi*math.sqrt(m/k)
w =2*pi/tt ##cir freq
h =damp
w2 =w*w
hw =h*w
wd =w*math.sqrt(1-h*h)
wdt =wd*dt
e =math.exp(-hw*dt)
cwdt =math.cos(wdt)
swdt =math.sin(wdt)
##
a11 =e*(cwdt+hw*swdt/wd)
a12 =e*swdt/wd
a21 =-e*w2*swdt/wd
a22 =e*(cwdt-hw*swdt/wd)
ss =-hw*swdt-wd*cwdt
cc =-hw*cwdt+wd*swdt
s1 =(e*ss+wd)/w2
c1 =(e*cc+hw)/w2
s2 =(e*dt*ss+hw*s1+wd*c1)/w2
c2 =(e*dt*cc+hw*c1-wd*s1)/w2
s3 =dt*s1-s2
c3 =dt*c1-c2
b11 =-s2/wdt
b12 =-s3/wdt
b21 =(hw*s2-wd*c2)/wdt
b22 =(hw*s3-wd*c3)/wdt
##
acc.append(2*hw*gm[0]*dt)
vel.append(-1*gm[0]*dt)
dis.append(0.0)
tim.append(0.0)
x =0.0
sa =0.0
sv =0.0
sd =0.0
nn =nstep
for mm in range(nn):
tim.append(mm*dt)
dxf =dx
xf =x
ddym =gm[mm+1]
ddyf =gm[mm]
x = a12*dxf+a11*xf+b12*ddym+b11*ddyf
dx =a22*dxf+a21*xf+b22*ddym+b21*ddyf
ddx =-2*hw*dx-w2*x
acc.append(ddx)
vel.append(dx)
dis.append(x)
sa =max(sa,abs(ddx))
sv =max(sv,abs(dx))
sd =max(sd,abs(x))
##
alpha =sa/9800.0
kdisp =sd
##return tim,dis,vel,acc
return alpha,kdisp
3 实现思路
1 从‘.py’文件所在目录，得到当前目录及下一级子目录的路径列表a1
2 遍历路径列表a1，并将其下的‘.csv’文件转化为‘.xlsx’，并保存在当前目录下
3 创建输出目录并得到其路径，遍历路径列表a1，先将先前生成的‘.xlsx’文件打开并得到指定方向的地震波名称列表a2，根据地震波名称列表a2，逐个处理地震波源数据文件，并将所得信息进行输出至所创建的输出目录中。
4 完成地震波文件的处理
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