地震资料断层智能识别方法与应用，严哲、顾汉明、王丽萍等，中国地质大学出版社，2021年出版。
Petrel的蚂蚁追踪技术已经得到了很多应用，虽然质疑的声音也一直不断，但总的来说，这个技术是有先进性和可靠性。采用蚂蚁追踪自动识别断层的过程主要由三个阶段组成：由地震数据体生成突出振幅空间不连续性的断层增强属性体，包括倾角、方位角属性、混沌属性、方差属性、边缘增强属性等；其次针对这些属性使用“人工蚂蚁”进行处理，达到压制噪声和非断层响应的目的；最后实现断层的提取。
1.主要任务：算法初始化、追踪方向估计、断层线追踪、信息素更新
---1.1算法初始化：以相干体为输入数据，设置参数n，将数据分为n×n的小数据块，每块中按一定概率放一只蚂蚁。因此n决定了小数据快的大小，也决定了蚂蚁的数量。n越大，小数据块越多，蚂蚁越少，追踪所需要的时间就越少，对断层细节的刻画以及小断层的追踪效果就变差。
---1.2追踪方向估计：主要目的是引导蚂蚁的追踪不受噪声干扰，使蚂蚁的追踪路径尽快的收敛到断层上。因此在选中蚂蚁的初始点以后，要进行追踪方向的估计。算法较多，书中采用的是基于块的梯度方向计算方法，以蚂蚁初始点为中心提取出一个小数据块，计算每一个数据点的梯度，进而得到小数据块的主方向θ。由于不是所有蚂蚁初始点都能落入断层区域，就需要正确区分断层区域和噪声区域。因为断层图像具有一定的纹理性，在断层区域内各点的方向基本一致，而噪声区域内各点的方向是杂乱无章的，因此使用“一致性”Coh来区分噪声和断层区域。追踪方向确定后不再改变，蚂蚁的搜索范围被限定在追踪方向的两侧15°的范围内。
---1.3断层线追踪：通过设置追踪步长、正常步数、异常步数、允许偏差数和终止标准5个参数来控制蚂蚁的追踪。
-----1.3.1追踪步长：蚂蚁在追踪过程中每步所走的网格点数。步长越大，追踪的时间越少，但分辨率越低。
-----1.3.2正常步数：设定一个阈值，用于判断数据点是否为极值点。在蚂蚁的搜索范围内有极值点，或者在搜索的偏差范围内有极值点，称为正常。当蚂蚁连续走m个正常步数，蚂蚁的路径才会被记录下来。
-----1.3.3异常步数：如果在搜索范围和偏差范围内都没有找到极值点，该步追踪被记录为异常步。如果连续的异常步达到了t，蚂蚁的追踪就被终止。t越大，可以追踪出连续性越好的断层，但更有可能造成连接错误（不是同一条断层被连接到一起）。
-----1.3.4允许偏差数：追踪过程中在搜索范围内没有极值点，可向范围外扩散一定的网格数，在这个范围内再次寻找极值点。如果在外扩范围内找到极值点，蚂蚁这一步记录为正常步，但蚂蚁的下一步的位置还是在搜索范围内产生。
-----1.3.5终止标准：当被记录的异常步与蚂蚁走过的总步数的比值大于终止标准St时，蚂蚁追踪被终止。St的大小直接决定了追踪结果连续性的好坏。
这5个参数主要是为了增强断层的连续性和改善断层属性的信噪比。如果蚂蚁的追踪路径在断层上，蚂蚁的追踪路径会较长，否则蚂蚁的追踪进程很快就会被终止。另外还需要设定一个重要的参数，判断数据点是否是极值点的阈值。
蚂蚁在运动过程中，搜索的扩展点在其搜索范围内的候选点中随机选择。每一个数据点上，蚂蚁通过信息素α和启发信息的控制因子β来确保搜索路径尽快收敛到断层上。
---1.4信息素更新：由于是局部搜索，不是遍历所有数据。通过计算经过此路径的蚂蚁的数量m，以及每只经过的蚂蚁留下的信息量来计算信息素的增量，获得信息素上限τmax，根据路径长度获得信息素更新系数c。这两个参数是一对互为相关的参数。信息素更新系数直接影响了信息素上限的设置，如果τmax设置过小，则无法有效区分出主要断层和次要断层，甚至可能导致噪声处的信息素与断层处的信息素相同。如果τmax设置过大，则会导致算法过早向某一路径收敛，次要断层无法得到完整体现。
2.方位约束蚁群追踪算法的实现流程
---2.1初始化设置：设定蚂蚁初始分布范围（蚂蚁数量m），设置蚂蚁追踪步长steplength、正常步长nstep、异常步长astep、允许偏差l、终止偏差St和用于判断极值点的相干阈值Cthreshold。给定信息素初值以及信息素和启发信息的控制因子α与β，设定信息素更新系数c和信息素上限τmax。设定最大迭代次数Ncmax。
---2.2蚁群算法中的参数设定无严格的理论依据，没有确定最优参数的一般方法，只有通过实验对比找到最优参数。但参数的优选不是没有任何限制。
-----2.2.1信息素代表的是过去信息的载体，启发信息表征未来信息的载体，直接影响到算法的全局收敛性和求解效率，但断层的自动追踪问题有别于传统优化问题，属于局部路径寻优问题，对全局收敛性的要求不高。通过实验发现，控制因子α与β的选择对追踪效果的影响并不大，只要保持在（0，5）这个范围内就可以。
-----2.2.2蚂蚁数量m由蚂蚁初始分布范围n直接决定。n值越小，蚂蚁的分布越密，追踪的细节越清晰，所需要的时间越多。n=5的追踪时间时n=10的4倍，是n=15的9倍，n=20的16倍。因此，针对不同地质背景的地区，应当使用不同的初始分布范围选取标准。对于以三级和四级大断层为主的工区，分布范围n应该在15-30范围内选取。对于局部小断层较发育的地区，分布范围应在5-15范围内选取，刻画出更精细的断层系统。
-----2.2.3通过实验总结，步长的选择在3-5之间比较合适，不会影响分辨率的同时，可大大提高追踪效率。正常步长是保证蚂蚁追踪的准确度提出的参数，异常步长是为了在增强断层连续性的前提下为了保证蚂蚁追踪的准确度而提出的参数。实际应用过程中，首先沿水平切片进行追踪，目的是得到不同时间步长上断层的走向，以此来规范蚂蚁在垂直剖面上的追踪，使蚂蚁在垂直剖面的追踪不会偏离断层的走向。以水平切片追踪结果作为垂直剖面追踪的初始信息素，用来控制蚂蚁的追踪不会偏离走向。接下来依次对相干体的每一条inline剖面进行追踪。因此，在水平切片上追踪时，首要标准就是准确性，宁可得不出追踪结果，也不能得到错误的追踪结果。因此，在水平切片追踪时，正常步数要取稍大的值，异常步长取稍小的值。与水平切片追踪对应，在垂直剖面上追踪，由于断层在垂直剖面上都是断断续续的，因此首先要增强断层的连续性，就要取稍小的正常步数和稍大的异常步数。实验总结，对水平切片追踪时，正常步数和异常步数的较好组合是nstep=3,astep=2，对垂直剖面追踪时，nstep=2,astep=3。
-----2.2.4终止标准St是为了增强断层的连续性而设定的，St越低，断层连续性得到增强的效果就越有效，反之，断层连续性得到增强的效果就越好，但是St过高可能导致追踪结果的不准确。水平切片上追踪，St不宜过高，一般选择在5%以下，对垂直剖面追踪，需要有效增强连续性，St不宜过低，一般应选择7-15%。
-----2.2.5信息素更新系数c和信息素上限τmax是一组相互影响的参数，实验表明当0.02≤c≤0.05、3000≤τmax≤5000，都能得到比较合理的追踪结果。
-----2.2.6最大迭代次数Ncmax如果选取过小，蚂蚁的追踪路径尚未完全收敛到断层上，无法有效区分断层和噪声，如果选取过大，后导致蚂蚁在后期进行重复搜索，增加不必要的时间开销，甚至可能导致错误判断发生。书中推荐20-30。
3.书中推荐的一组参数： α=1，β=2，n=20，c=0.02，τmax=3000，Ncmax=30，steplength=3,nstep=2,a_step=3,l=1,St=0.1