本发明公开了智能二维相位展开系统、应用、其训练及数据集构建方法。其采用对称的编码器和解码器构成的语义分割模块对二维相位进行语义分割，并对分割后的区域进行相位包裹数预测，从而将二维相位进行展开，对噪声较强的二维相位数据有着良好的准确度，表现优于其他网络结构。本发明提供的训练方法，构建数据集，所述数据集包括用作输出监督的未包裹相位，以及训练输入的包裹相位；采用加权交叉熵损失作为损失函数，进行训练，以缓解类别不平衡，分配权重以有效平衡所有类别的损失值，从而可以增加对少数类别像素分类的正确率。