Origin8.0在环境监测数据处理中的应用

赵伟伟，张茜

（天津渤海职业技术学院，天津 300402）



Origin8.0在环境监测数据处理中的应用

赵伟伟，张茜

（天津渤海职业技术学院，天津 300402）

摘要：Origin 8.0软件具有强大的数据处理和绘图功能，能直观有效地分析实验数据。本文以实际应用为例，介绍了Origin软件在环境监测数据处理中的两大应用：数据绘图和曲线拟合分析。将Ori⁃gin软件应用在环境监测数据处理中，使数据规律直观的显现出来，有效地提高了环境监测数据的分析效率，促进了环境监测工作的发展。

关键词：环境监测；Origin8.0软件；数据处理；绘图

鉴于环境监测实验中，监测样品种类繁多、监测项目复杂多样、监测结果要求精度高、时效性好等特点，因此，利用计算机技术解决在环境监测中的各种难题，就成为了必不可少的条件。在环境监测工作中，常要对监测的数据进行分析处理，以使数据规律直观的显现出来。应用origin8.0处理环境监测数据，具有简单快捷、直观高效的特点，适合在环境监测的数据处理和分析中应用。本文以实例介绍Origin 8.0软件进行数据处理和绘图的方法。

1　软件介绍

美国Origin Lab公司推出的Origin软件，具有强大的数据分析和科技制图功能，其操作灵活、简单易学，既能满足一般的作图需要，也可以满足复杂的数据分析、函数拟合、数据处理等［1］。

origin软件是以windows为平台的多文档界面，以opj格式保存，同时可以以jpg等多种方式输出或直接打印。该文件同时拥有的多个子窗口，如工作表窗口、函数窗口、图形窗口、矩阵窗口等，是相互关联的，一旦对工作表中的数据表进行更改，相关的子窗口也会进行相应的更新，得到最新的结果，所见即所得［2］。

Origin具有两大功能：数据分析和绘图。数据分析包括排序、统计、曲线拟合、计算、频谱分析等强大的分析功能，而数据绘图可以做出几十种二维和三维图形，也可以使得到实验数据变成图形化的直观效果。

2　数据处理

表1　水体磷含量测定

对测得水样磷含量数据（表1）用origin软件进行处理分析。（1）导入数据。打开origin 8.0软件，将数值输入；或者直接从原始数据表中选中数据，复制，打开软件，在BOOK工作表中单击右键粘贴；如果导入txt或dat格式数据，打开origin8.0，点击“File”——“Import”——“Single ASCI”，如果想一次导入多个数据文件选择“Multiple ASCII”；如果导入excel格式数据，打开origin8.0，点击“File”——“Im⁃port”——“Excel”，选中要导入的表格，点击“Add Files”，然后“OK”，打开导入数据设置对话框，在这个界面还可以进行一些相关的设置，导入数据成功。（2）作图。根据实验需要，可在“Plot”选项中选择相应的作图方式，如“Line”、“Symbol”、“Line+ Symbol”、“Columns/Bars”、“Multi-Curve”等等；也可在下方按钮中直接选择。

以表1为例，由于总磷含量和正磷酸盐含量整体差异较大，所以选择同一坐标双Y轴进行作图。作图方法：选中数据，直接点击下方快捷图形中的“Double Y Axis”，如图1所示。再对图形双击进行美化设计，（1）双Y轴最大值最小值、坐标间距优化：双击要进行修改的Y轴，弹出Y Axis-Layer 1对话框，在Scale选项中“From-To”设定坐标最大值最小值，并在选项中“Increment”对单位刻度和刻度个数进行修改。（2）坐标刻度的修饰：坐标刻度一般要向图内。在Title&Format中将Major和Minor下拉菜单中的Out改为In（也可选择None）。在这个选项里还可以对坐标轴的颜色、宽度等进行相应的修改。双击坐标注释后可以修改为所需要的文字要注意对Origin中汉字的字体进行相应的设置（一般设置为宋体，字体大小取24）。同理，双击另外一个Y轴和X轴进行相应的修改。（3）各组数据图个性化设置：双击图形，弹出“Plot Details”对话框，可对线条、标记的颜色形状大小等进行相应的修改，以使图形更美观，也可使数据规律更直观的显现出来，便于实验者根据图形进行分析，如图2所示。（4）数据图的保存和导出：在“File”菜单中选择“Save project”，可将数据和图形直接保存为OPJ格式。在图形界面右击鼠标，选择Copy Page，可以将数据图直接粘贴到Word文档中，在Word中双击该数据图可直接返回Origin对数据或图形进行修改，关闭Origin界面后，该数据图自动保存并返回至Word界面。除此之外，还可通过Export Page将数据图保存为TIF、PDF等多种格式的图片。

图1　

图2　水体磷含量

3　曲线拟合

曲线拟合是数据分析方法中非常重要的一种。Origin软件为可以实现多种数据曲线拟合方式，支持大量的函数模块，同时也可以自定义函数拟合。

3.1线性拟合

首先打开Origin 8软件导入要分析的数据，生成散点图或点线图，选择Analysis菜单中的Fit Lin⁃ear菜单中的Linear Fit，打开Linear Fit对话框，设置相关参数，即可生成线性拟合曲线，并在结果记录中显示直线的公式、斜率及截距的数值、误差、相关系数和标准偏差等数据。

3.2非线性拟合

除线性拟合外，大多数实验数据都不能处理成线性关系，这就要使用非线性函数来进行拟合。Or⁃igin软件提供了多种非线性曲线拟合的方式：（1）Analysis菜单下的多项式拟合（Fit Polynomial）、指数衰减拟合、指数增长拟合、多峰拟合（Multi-peaks）和S形拟合（fit sigmoidal）等。（2）Analysis菜单中Non⁃linear Curve Fit选项提供了许多拟合函数的公式和图形，也可让用户自定义函数进行拟合［3］。

3.3实例

对实验数据表2进行曲线拟合。

表2　

图3　散点图

打开origin 8.0软件，导入表2数据，作出散点图（如图3所示）。根据散点图可以看出，散点位置没有明显规律，需要进行多次拟合找出适合的拟合曲线。根据经验，最终选择拟合的曲线是对数曲线。

打开Analysis菜单中Nonlinear Curve Fit选项对话框，类别catagory选择“对数logarithm”，函数Func⁃tion选择“Log3P1”。可以在下面选项Fit Curve中查看曲线和散点的拟合图像；在Formula选项中可以看到选择的拟合函数为y=a-b（lnx+c）；在选项卡pa⁃rameters可以看到修正系数，确保Fixed复选框已勾掉，然后点击fit左边的按钮，意思是Fit till co⁃ nverged，Fit Curve部分即可出现拟合图形，点击Fit即可出现最终拟合参数和图形。本实验数据曲线拟合（图4）得到的函数即为：y=0.37+1.32（lnx+ 0.56）。

图4　拟合曲线

4　结语

Origin软件在环境监测实验中的应用，除了绘图和曲线拟合，还可以计算数据各项统计参数平均值、标准偏差、标准误差，进行数据的排序、调整、计算等等，操作时只需要选中要分析的数据，然后在菜单命令中选择相应的选项即可。

使用Origin8.0进行数据处理和数据分析，可以有效提高环境监测数据的分析效率，找出数据规律，从而有利于分析数据之间的相互影响及作用机理。随着计算机技术的发展，将会有越来越多的软件被应用到环境监测中，大大地促进了环境监测工作的发展［4］。

参考文献：

［1］叶玉杰，邱丘，陈亚军等.运用origin软件处理药学实验数据［J］.药学实践杂志.2013，31（6）∶436-438

［2］武新，张永胜.Origin在曲线拟合中的应用［J］.计算机工程与应用，2005，17：206-208

［3］陈旭红.用Origin软件的线性拟合和非线性曲线拟合功能处理实验数据［J］.江苏技术师范学院学报.2006，12（6）：85-89

［4］单文坡，卢海霞，郑辉.Excel和Origin在环境监测数据处理中的应用［J］.石家庄职业技术学院学报.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

中图分类号：TP319

文献标志码：C

文章编号：1008-1267（2016）01-0059-03

收稿日期：2015-09-15

作者简介：赵伟伟（1986～），女，初级，教师，硕士研究生，主要研究方向：资源环境及环境监测。