趙偉偉，張茜

（天津渤海職業(yè)技術學院，天津 300402）

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Origin8.0在環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)處理中的應用

趙偉偉，張茜

（天津渤海職業(yè)技術學院，天津 300402）

摘要：Origin 8.0軟件具有強大的數(shù)據(jù)處理和繪圖功能，能直觀有效地分析實驗數(shù)據(jù)。本文以實際應用為例，介紹了Origin軟件在環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)處理中的兩大應用：數(shù)據(jù)繪圖和曲線擬合分析。將Ori?gin軟件應用在環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)處理中，使數(shù)據(jù)規(guī)律直觀的顯現(xiàn)出來，有效地提高了環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析效率，促進了環(huán)境監(jiān)測工作的發(fā)展。

關鍵詞：環(huán)境監(jiān)測；Origin8.0軟件；數(shù)據(jù)處理；繪圖

鑒于環(huán)境監(jiān)測實驗中，監(jiān)測樣品種類繁多、監(jiān)測項目復雜多樣、監(jiān)測結果要求精度高、時效性好等特點，因此，利用計算機技術解決在環(huán)境監(jiān)測中的各種難題，就成為了必不可少的條件。在環(huán)境監(jiān)測工作中，常要對監(jiān)測的數(shù)據(jù)進行分析處理，以使數(shù)據(jù)規(guī)律直觀的顯現(xiàn)出來。應用origin8.0處理環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)，具有簡單快捷、直觀高效的特點，適合在環(huán)境監(jiān)測的數(shù)據(jù)處理和分析中應用。本文以實例介紹Origin 8.0軟件進行數(shù)據(jù)處理和繪圖的方法。

1　軟件介紹

美國Origin Lab公司推出的Origin軟件，具有強大的數(shù)據(jù)分析和科技制圖功能，其操作靈活、簡單易學，既能滿足一般的作圖需要，也可以滿足復雜的數(shù)據(jù)分析、函數(shù)擬合、數(shù)據(jù)處理等［1］。

origin軟件是以windows為平臺的多文檔界面，以opj格式保存，同時可以以jpg等多種方式輸出或直接打印。該文件同時擁有的多個子窗口，如工作表窗口、函數(shù)窗口、圖形窗口、矩陣窗口等，是相互關聯(lián)的，一旦對工作表中的數(shù)據(jù)表進行更改，相關的子窗口也會進行相應的更新，得到最新的結果，所見即所得［2］。

Origin具有兩大功能：數(shù)據(jù)分析和繪圖。數(shù)據(jù)分析包括排序、統(tǒng)計、曲線擬合、計算、頻譜分析等強大的分析功能，而數(shù)據(jù)繪圖可以做出幾十種二維和三維圖形，也可以使得到實驗數(shù)據(jù)變成圖形化的直觀效果。

2　數(shù)據(jù)處理

表1　水體磷含量測定

對測得水樣磷含量數(shù)據(jù)（表1）用origin軟件進行處理分析。（1）導入數(shù)據(jù)。打開origin 8.0軟件，將數(shù)值輸入；或者直接從原始數(shù)據(jù)表中選中數(shù)據(jù)，復制，打開軟件，在BOOK工作表中單擊右鍵粘貼；如果導入txt或dat格式數(shù)據(jù)，打開origin8.0，點擊“File”——“Import”——“Single ASCI”，如果想一次導入多個數(shù)據(jù)文件選擇“Multiple ASCII”；如果導入excel格式數(shù)據(jù)，打開origin8.0，點擊“File”——“Im?port”——“Excel”，選中要導入的表格，點擊“Add Files”，然后“OK”，打開導入數(shù)據(jù)設置對話框，在這個界面還可以進行一些相關的設置，導入數(shù)據(jù)成功。（2）作圖。根據(jù)實驗需要，可在“Plot”選項中選擇相應的作圖方式，如“Line”、“Symbol”、“Line+ Symbol”、“Columns/Bars”、“Multi-Curve”等等；也可在下方按鈕中直接選擇。

以表1為例，由于總磷含量和正磷酸鹽含量整體差異較大，所以選擇同一坐標雙Y軸進行作圖。作圖方法：選中數(shù)據(jù)，直接點擊下方快捷圖形中的“Double Y Axis”，如圖1所示。再對圖形雙擊進行美化設計，（1）雙Y軸最大值最小值、坐標間距優(yōu)化：雙擊要進行修改的Y軸，彈出Y Axis-Layer 1對話框，在Scale選項中“From-To”設定坐標最大值最小值，并在選項中“Increment”對單位刻度和刻度個數(shù)進行修改。（2）坐標刻度的修飾：坐標刻度一般要向圖內。在Title&Format中將Major和Minor下拉菜單中的Out改為In（也可選擇None）。在這個選項里還可以對坐標軸的顏色、寬度等進行相應的修改。雙擊坐標注釋后可以修改為所需要的文字要注意對Origin中漢字的字體進行相應的設置（一般設置為宋體，字體大小取24）。同理，雙擊另外一個Y軸和X軸進行相應的修改。（3）各組數(shù)據(jù)圖個性化設置：雙擊圖形，彈出“Plot Details”對話框，可對線條、標記的顏色形狀大小等進行相應的修改，以使圖形更美觀，也可使數(shù)據(jù)規(guī)律更直觀的顯現(xiàn)出來，便于實驗者根據(jù)圖形進行分析，如圖2所示。（4）數(shù)據(jù)圖的保存和導出：在“File”菜單中選擇“Save project”，可將數(shù)據(jù)和圖形直接保存為OPJ格式。在圖形界面右擊鼠標，選擇Copy Page，可以將數(shù)據(jù)圖直接粘貼到Word文檔中，在Word中雙擊該數(shù)據(jù)圖可直接返回Origin對數(shù)據(jù)或圖形進行修改，關閉Origin界面后，該數(shù)據(jù)圖自動保存并返回至Word界面。除此之外，還可通過Export Page將數(shù)據(jù)圖保存為TIF、PDF等多種格式的圖片。

圖1　

圖2　水體磷含量

3　曲線擬合

曲線擬合是數(shù)據(jù)分析方法中非常重要的一種。Origin軟件為可以實現(xiàn)多種數(shù)據(jù)曲線擬合方式，支持大量的函數(shù)模塊，同時也可以自定義函數(shù)擬合。

3.1線性擬合

首先打開Origin 8軟件導入要分析的數(shù)據(jù)，生成散點圖或點線圖，選擇Analysis菜單中的Fit Lin?ear菜單中的Linear Fit，打開Linear Fit對話框，設置相關參數(shù)，即可生成線性擬合曲線，并在結果記錄中顯示直線的公式、斜率及截距的數(shù)值、誤差、相關系數(shù)和標準偏差等數(shù)據(jù)。

3.2非線性擬合

除線性擬合外，大多數(shù)實驗數(shù)據(jù)都不能處理成線性關系，這就要使用非線性函數(shù)來進行擬合。Or?igin軟件提供了多種非線性曲線擬合的方式：（1）Analysis菜單下的多項式擬合（Fit Polynomial）、指數(shù)衰減擬合、指數(shù)增長擬合、多峰擬合（Multi-peaks）和S形擬合（fit sigmoidal）等。（2）Analysis菜單中Non?linear Curve Fit選項提供了許多擬合函數(shù)的公式和圖形，也可讓用戶自定義函數(shù)進行擬合［3］。

3.3實例

對實驗數(shù)據(jù)表2進行曲線擬合。

表2　

圖3　散點圖

打開origin 8.0軟件，導入表2數(shù)據(jù)，作出散點圖（如圖3所示）。根據(jù)散點圖可以看出，散點位置沒有明顯規(guī)律，需要進行多次擬合找出適合的擬合曲線。根據(jù)經(jīng)驗，最終選擇擬合的曲線是對數(shù)曲線。

打開Analysis菜單中Nonlinear Curve Fit選項對話框，類別catagory選擇“對數(shù)logarithm”，函數(shù)Func?tion選擇“Log3P1”?？梢栽谙旅孢x項Fit Curve中查看曲線和散點的擬合圖像；在Formula選項中可以看到選擇的擬合函數(shù)為y=a-b（lnx+c）；在選項卡pa?rameters可以看到修正系數(shù)，確保Fixed復選框已勾掉，然后點擊fit左邊的按鈕，意思是Fit till co? nverged，F(xiàn)it Curve部分即可出現(xiàn)擬合圖形，點擊Fit即可出現(xiàn)最終擬合參數(shù)和圖形。本實驗數(shù)據(jù)曲線擬合（圖4）得到的函數(shù)即為：y=0.37+1.32（lnx+ 0.56）。

圖4　擬合曲線

4　結語

Origin軟件在環(huán)境監(jiān)測實驗中的應用，除了繪圖和曲線擬合，還可以計算數(shù)據(jù)各項統(tǒng)計參數(shù)平均值、標準偏差、標準誤差，進行數(shù)據(jù)的排序、調整、計算等等，操作時只需要選中要分析的數(shù)據(jù)，然后在菜單命令中選擇相應的選項即可。

使用Origin8.0進行數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)分析，可以有效提高環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析效率，找出數(shù)據(jù)規(guī)律，從而有利于分析數(shù)據(jù)之間的相互影響及作用機理。隨著計算機技術的發(fā)展，將會有越來越多的軟件被應用到環(huán)境監(jiān)測中，大大地促進了環(huán)境監(jiān)測工作的發(fā)展［4］。

參考文獻：

［1］葉玉杰，邱丘，陳亞軍等.運用origin軟件處理藥學實驗數(shù)據(jù)［J］.藥學實踐雜志.2013，31（6）∶436-438

［2］武新，張永勝.Origin在曲線擬合中的應用［J］.計算機工程與應用，2005，17：206-208

［3］陳旭紅.用Origin軟件的線性擬合和非線性曲線擬合功能處理實驗數(shù)據(jù)［J］.江蘇技術師范學院學報.2006，12（6）：85-89

［4］單文坡，盧海霞，鄭輝.Excel和Origin在環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)處理中的應用［J］.石家莊職業(yè)技術學院學報.2008，20（2）：58-60

The Application of Origin8.0 to Data Processing of Environmental Monitoring

Zhao Weiwei，Zhang Qian
（Tianjin Bohai Vocational Technical College，Tianjin 300402）

Abstract:App Origin8.0 has great function in charting and dealing with experimental data，which is more di?rect and effective than the usual method.Taking the real application as an example，this article introduces the use of Origin8.0∶How to do the charting and curving fitting according to the experimental data.When Origin8.0 is used in dataprocessingof environmental monitoring，it's more easier to find out the rule and the interaction of the data.

Key words∶environmental；monitoring；App Origin8.0；dataprocessing；charting

doi：10.3969/j.issn.1008-1267.2016.01.020

中圖分類號：TP319

文獻標志碼：C

文章編號：1008-1267（2016）01-0059-03

收稿日期：2015-09-15

作者簡介：趙偉偉（1986～），女，初級，教師，碩士研究生，主要研究方向：資源環(huán)境及環(huán)境監(jiān)測。