數(shù)據(jù)可視化，分析自動(dòng)化

Chromeleon CDS

隨著工業(yè)4.0的發(fā)展，各行各業(yè)都面臨著數(shù)字化轉(zhuǎn)型、智能化生產(chǎn)的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，尋求建立更加靈活的數(shù)字化產(chǎn)品與服務(wù)的生產(chǎn)模式，打破傳統(tǒng)行業(yè)界限，實(shí)現(xiàn)多領(lǐng)域合作和發(fā)展。而在以色譜儀器為主導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)室中，色譜數(shù)據(jù)系統(tǒng)（CDS）作為關(guān)鍵的軟件工具同樣被寄予了更高的期望。

Chromeleon CDS作為業(yè)界領(lǐng)先的色譜數(shù)據(jù)系統(tǒng)，從儀器控制、數(shù)據(jù)采集到分析處理、報(bào)告，提供了多樣化的智能工具，不僅幫助使用者優(yōu)化操作流程，還可以直接通過(guò)圖形化功能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和信息的可視化深度挖掘。

（點(diǎn)擊查看大圖）

一鍵生成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析圖表

日常實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，在Chromeleon的處理方法和報(bào)告中可一鍵生成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析圖表，例如，進(jìn)樣間組分的保留時(shí)間變化，峰面積、含量差異等，或者直接調(diào)用軟件中分析測(cè)試模版，如含量均勻度，包含數(shù)據(jù)分析圖的報(bào)告。圖表顯示的數(shù)據(jù)范圍、格式均可根據(jù)需要進(jìn)行自定義設(shè)置，比如僅顯示序列中測(cè)試樣品的結(jié)果。同時(shí)，可以自動(dòng)計(jì)算統(tǒng)計(jì)值結(jié)果，包括：偏差σ上下限度、平均值、線(xiàn)性趨勢(shì)以及線(xiàn)性函數(shù)方程等。基于Chromeleon動(dòng)態(tài)鏈接的特點(diǎn)，分析圖中的數(shù)據(jù)點(diǎn)和對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)對(duì)象及結(jié)果自動(dòng)關(guān)聯(lián)，聯(lián)動(dòng)查看，幫助操作者更加直觀(guān)準(zhǔn)確的分析數(shù)據(jù)。

滑動(dòng)查看更多

歷史數(shù)據(jù)的趨勢(shì)分析和回顧分析

對(duì)于歷史數(shù)據(jù)的趨勢(shì)分析和回顧分析能為實(shí)驗(yàn)工作提供可靠的數(shù)據(jù)支持。通過(guò)Chromeleon數(shù)據(jù)查詢(xún)結(jié)合圖表分析功能，可以實(shí)現(xiàn)在大量數(shù)據(jù)中進(jìn)行快速分析。首先，基于Chromeleon內(nèi)置的搜索編輯器，設(shè)置全變量范圍的搜索條件，以及多條件間“and”或“or”的邏輯組合，結(jié)合比較運(yùn)算符的選擇可實(shí)現(xiàn)精確或模糊查找，將符合條件的進(jìn)樣全部羅列顯示，這些數(shù)據(jù)可能來(lái)自于不同的測(cè)試時(shí)間，不同的路徑或不同的操作者，但都可以一鍵整合到虛擬序列中進(jìn)行共性差異化分析，自動(dòng)生成趨勢(shì)分析圖，根據(jù)需要選擇圖表顯示內(nèi)容。并且軟件中提供了多樣化圖表類(lèi)型的選擇，滿(mǎn)足不同實(shí)驗(yàn)室的查看需求。

滑動(dòng)查看更多

進(jìn)一步擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)室工作效率統(tǒng)計(jì)

在Chromeleon中，圖形化分析不僅應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，還能進(jìn)一步擴(kuò)展到實(shí)驗(yàn)室工作效率統(tǒng)計(jì)，同樣通過(guò)查詢(xún)先鎖定需要統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)范圍，再結(jié)合靈活的報(bào)告編輯對(duì)目標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)計(jì)算，生成統(tǒng)計(jì)表格，基于統(tǒng)計(jì)結(jié)果一鍵生成圖表。查詢(xún)創(chuàng)建后可隨時(shí)啟用執(zhí)行，隨著數(shù)據(jù)的更新，查詢(xún)結(jié)果以及所關(guān)聯(lián)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果會(huì)自動(dòng)更新，從而實(shí)現(xiàn)了工作效率的實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)。內(nèi)容基于自定義編輯可包括但不限于：儀器使用（占用）率、人員工作量、環(huán)比周期間對(duì)比等；在色譜軟件內(nèi)輕松實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室信息 Dashboard 的靈活運(yùn)用，幫助管理者實(shí)時(shí)把控實(shí)驗(yàn)室運(yùn)營(yíng)狀態(tài)，及時(shí)合理調(diào)配資源。

滑動(dòng)查看更多

 總  結(jié) 

自動(dòng)化圖表作為Chromeleon CDS軟件內(nèi)置的標(biāo)準(zhǔn)功能，直接將原始數(shù)據(jù)和結(jié)果轉(zhuǎn)化至圖形化分析，避免了使用者借助額外的程序所帶來(lái)的數(shù)據(jù)一致性風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)結(jié)合軟件的數(shù)據(jù)查詢(xún)和靈活的報(bào)告編輯，將圖形化分析從數(shù)據(jù)擴(kuò)展到實(shí)驗(yàn)室管理，滿(mǎn)足各行業(yè)實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化分析的多樣化需求，迎合法規(guī)趨勢(shì)，進(jìn)一步確保實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)流的及時(shí)jingzhun交付，為實(shí)驗(yàn)室數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能化發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

隨著工業(yè)4.0的發(fā)展，各行各業(yè)都面臨著數(shù)字化轉(zhuǎn)型、智能化生產(chǎn)的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，尋求建立更加靈活的數(shù)字化產(chǎn)品與服務(wù)的生產(chǎn)模式，打破傳統(tǒng)行業(yè)界限，實(shí)現(xiàn)多領(lǐng)域合作和發(fā)展。而在以色譜儀器為主導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)室中，色譜數(shù)據(jù)系統(tǒng)（CDS）作為關(guān)鍵的軟件工具同樣被寄予了更高的期望。

Chromeleon CDS作為業(yè)界領(lǐng)先的色譜數(shù)據(jù)系統(tǒng)，從儀器控制、數(shù)據(jù)采集到分析處理、報(bào)告，提供了多樣化的智能工具，不僅幫助使用者優(yōu)化操作流程，還可以直接通過(guò)圖形化功能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和信息的可視化深度挖掘。

一鍵生成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析圖表

日常實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，在Chromeleon的處理方法和報(bào)告中可一鍵生成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析圖表，例如，進(jìn)樣間組分的保留時(shí)間變化，峰面積、含量差異等，或者直接調(diào)用軟件中分析測(cè)試模版，如含量均勻度，包含數(shù)據(jù)分析圖的報(bào)告。圖表顯示的數(shù)據(jù)范圍、格式均可根據(jù)需要進(jìn)行自定義設(shè)置，比如僅顯示序列中測(cè)試樣品的結(jié)果。同時(shí)，可以自動(dòng)計(jì)算統(tǒng)計(jì)值結(jié)果，包括：偏差σ上下限度、平均值、線(xiàn)性趨勢(shì)以及線(xiàn)性函數(shù)方程等。基于Chromeleon動(dòng)態(tài)鏈接的特點(diǎn)，分析圖中的數(shù)據(jù)點(diǎn)和對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)對(duì)象及結(jié)果自動(dòng)關(guān)聯(lián)，聯(lián)動(dòng)查看，幫助操作者更加直觀(guān)準(zhǔn)確的分析數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)室工作效率統(tǒng)計(jì)

在Chromeleon中，圖形化分析不僅應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，還能進(jìn)一步擴(kuò)展到實(shí)驗(yàn)室工作效率統(tǒng)計(jì)，同樣通過(guò)查詢(xún)先鎖定需要統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)范圍，再結(jié)合靈活的報(bào)告編輯對(duì)目標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)計(jì)算，生成統(tǒng)計(jì)表格，基于統(tǒng)計(jì)結(jié)果一鍵生成圖表。查詢(xún)創(chuàng)建后可隨時(shí)啟用執(zhí)行，隨著數(shù)據(jù)的更新，查詢(xún)結(jié)果以及所關(guān)聯(lián)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果會(huì)自動(dòng)更新，從而實(shí)現(xiàn)了工作效率的實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)。內(nèi)容基于自定義編輯可包括但不限于：儀器使用（占用）率、人員工作量、環(huán)比周期間對(duì)比等；在色譜軟件內(nèi)輕松實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室信息 Dashboard 的靈活運(yùn)用，幫助管理者實(shí)時(shí)把控實(shí)驗(yàn)室運(yùn)營(yíng)狀態(tài)，及時(shí)合理調(diào)配資源。

總  結(jié) 

自動(dòng)化圖表作為Chromeleon CDS軟件內(nèi)置的標(biāo)準(zhǔn)功能，直接將原始數(shù)據(jù)和結(jié)果轉(zhuǎn)化至圖形化分析，避免了使用者借助額外的程序所帶來(lái)的數(shù)據(jù)一致性風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)結(jié)合軟件的數(shù)據(jù)查詢(xún)和靈活的報(bào)告編輯，將圖形化分析從數(shù)據(jù)擴(kuò)展到實(shí)驗(yàn)室管理，滿(mǎn)足各行業(yè)實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化分析的多樣化需求，迎合法規(guī)趨勢(shì)，進(jìn)一步確保實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)流的及時(shí)精 準(zhǔn)交付，為實(shí)驗(yàn)室數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能化發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

高光譜遙感數(shù)據(jù)處理系列（一）

地表反射的太陽(yáng)輻射包含著豐富的信息，從太陽(yáng)外層大氣的吸收到地球大氣的吸收，經(jīng)過(guò)與地物的相互作用反射回大氣，最 終被傳感器捕獲。高光譜遙感可以在每個(gè)像元獲取高分辨率的光譜數(shù)據(jù)，這些光譜信息提供了一種理解事物的新的維度。下圖展示了幾種典型地物的光譜。可以看出不同地物展現(xiàn)出顯著不同的光譜特征。除此之外，同種地物在不同狀態(tài)下，也可能在特定波段展現(xiàn)出顯著不同的光譜特征。通過(guò)比對(duì)光譜數(shù)據(jù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)地物區(qū)分，狀態(tài)區(qū)分，異常監(jiān)測(cè)等難以通過(guò)傳統(tǒng)遙感手段實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用。高光譜遙感被廣泛應(yīng)用于農(nóng)林業(yè)、礦業(yè)、環(huán)境、保險(xiǎn)、等領(lǐng)域。

太陽(yáng)輻射與典型地物反射率

通常彩色影像有紅綠藍(lán)三個(gè)波段，多光譜影像有幾到十幾個(gè)波段，而高光譜影像有著幾十到上百個(gè)波段。波段的增加除了提高了信息量，還使得數(shù)據(jù)量成比例增加。這種數(shù)據(jù)量對(duì)計(jì)算機(jī)的性能提出了較高的要求，更多的是要求對(duì)處理者新的思路和方法。在接下來(lái)的文章中，我們將詳細(xì)介紹高光譜數(shù)據(jù)的處理流程與方法，希望能在此過(guò)程中給讀者以新的思考。

Hyperspectral light sheet microscopy | Nature Communications

ENVI (The Environment for Visualizing Images) 是美國(guó)Exelis Visual Information Solutions 公司的旗艦產(chǎn)品。它是由遙感領(lǐng)域的科學(xué)家采用交互式數(shù)據(jù)語(yǔ)言IDL (Interactive Data Language) 開(kāi)發(fā)的遙感圖像處理軟件。ENVI已經(jīng)廣泛應(yīng)用于科研、環(huán)境保護(hù)、氣象、石油礦產(chǎn)勘探、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、醫(yī)學(xué)、國(guó)防&安全、地球科學(xué)、公用設(shè)施管理、遙感工程、水利、海洋、測(cè)繪勘察和城市與區(qū)域規(guī)劃等領(lǐng)域。

雙擊ENVI圖標(biāo)打開(kāi)ENVI軟件，可以看到ENVI軟件的主界面由以下六個(gè)部分組成：①菜單欄、②工具欄、③圖層管理窗格、④圖像顯示部分、⑤工具箱、⑥狀態(tài)欄。

ENVI軟件的布局如圖所示，首先點(diǎn)擊 依次點(diǎn)擊①菜單欄->File->Open，在彈出的對(duì)話(huà)框中選取所需要的文件，

 一般的ENVI文件由兩部分組成，文件本體和頭文件（.hdr）。文件本體記錄了文件的數(shù)據(jù)信息，而頭文件中記錄了關(guān)于這些數(shù)據(jù)信息的描述。使用記事本文件可以直接打開(kāi)hdr文件，可以看到其中包括了：

• 操作記錄

• Samples：柵格列數(shù)

• Lines：柵格行數(shù)

• Bands：波段數(shù)

• Header offset：文件開(kāi)頭到實(shí)際數(shù)據(jù)起始位置的偏移量

• File type：文件類(lèi)型

• Data type：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)類(lèi)型，用數(shù)字表示bit位數(shù)

• Interleave：存儲(chǔ)順序

• Map Info：圖像采用的投影系統(tǒng)參數(shù)，坐標(biāo)系統(tǒng)及單位

• Coordinate System String：詳細(xì)的坐標(biāo)系統(tǒng)信息

• Wavelength：每個(gè)波段所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)

兩個(gè)文件應(yīng)該放在同一目錄下面，ENVI在讀取時(shí)會(huì)自動(dòng)進(jìn)行關(guān)聯(lián)。

    任選其中一個(gè)文件都可以打開(kāi)該文件，但是ENVI對(duì)兩個(gè)文件的處理方式有所不同。如果選擇.hdr文件，ENVI會(huì)直接載入顯示文件的第 一個(gè)波段，如下圖所示。使用鼠標(biāo)滾輪可以對(duì)圖像進(jìn)行縮放操作，使用②工具欄中的工具可以對(duì)圖像進(jìn)行拖動(dòng)縮放等一系列操作。加載成功的圖像會(huì)顯示在③圖層管理區(qū)，通過(guò)點(diǎn)擊圖像前面的勾選框來(lái)控制圖像在④圖像顯示區(qū)的顯示與否。

使用如果打開(kāi)文件本體，ENVI會(huì)彈出Data Manager窗口

 該窗口包含三個(gè)部分，分別是①波段信息、②文件信息、③RGB波段選取。①中展示了所有波段的名稱(chēng)，②中是經(jīng)過(guò)處理后的頭文件信息，③是進(jìn)行RGB合成的波段選取，點(diǎn)擊三種顏色的方框后，在①中單擊選擇波段，選擇完成后點(diǎn)擊Load Data。如果只想要顯示一個(gè)波段的灰度影響可以在①中選中目標(biāo)波段后直接點(diǎn)擊Load Greyscale。

RGB 合成象素值的彩色圖，就是將三個(gè)波段的數(shù)據(jù)分別通過(guò)紅、綠、藍(lán)三個(gè)通道加載，然后進(jìn)行渲染。

將多波段影像數(shù)據(jù)添加到地圖中之后，可使用多波段柵格數(shù)據(jù)集中的任意三個(gè)可用波段的組合來(lái)創(chuàng)建 RGB 合成圖。與僅處理一個(gè)波段相比，通過(guò)將多個(gè)波段共同顯示為RGB 合成圖通常可從數(shù)據(jù)集收集到更多信息。

來(lái)源：簡(jiǎn)書(shū)

    通常我們選取650nm、550nm和450nm分別賦給RGB通道進(jìn)行合成以獲得最 佳的顯示效果。顯示效果如下圖：

在②工具欄中選擇按鈕，ENVI會(huì)在圖上顯示框標(biāo)，并彈出光譜特征（Spectral Profile)窗口。光譜特征窗口中顯示了框標(biāo)中心白點(diǎn)所在像元的光譜曲線(xiàn)。如下圖所示：

點(diǎn)擊光譜特征窗口中的    ，可以對(duì)光譜曲線(xiàn)進(jìn)行一些操作，如平滑，計(jì)算NDVI，顯示RGB波段所在位置等：

小結(jié)

    本文介紹了高光譜影像的基本原理以及簡(jiǎn)單的讀取及可視化操作。使用ENVI軟件可以實(shí)現(xiàn)大部分簡(jiǎn)單的高光譜數(shù)據(jù)處理。在接下來(lái)的教程中，我們將從植被指數(shù)提取、高光譜濾波、非監(jiān)督分類(lèi)與監(jiān)督分類(lèi)等方面介紹ENVI軟件的使用。除此以外，我們還將介紹基于Python的高光譜處理，從編程角度介紹高光譜相關(guān)知識(shí)，以及高光譜數(shù)據(jù)與大數(shù)據(jù)處理的結(jié)合。

參考：

【1】百度百科

【2】 www.jianshu.com/p/d0765ee89b86

在現(xiàn)代材料科學(xué)、物理學(xué)和工程學(xué)領(lǐng)域，壓汞儀作為一種重要的分析工具，用于測(cè)量多孔材料的孔徑分布、孔容以及比表面積等關(guān)鍵特性。通過(guò)對(duì)壓汞儀數(shù)據(jù)的科學(xué)分析，可以有效地揭示樣品的微觀(guān)結(jié)構(gòu)特征，幫助研究人員深入理解材料的性能與應(yīng)用潛力。壓汞儀數(shù)據(jù)的分析不僅僅是簡(jiǎn)單地讀取數(shù)值，還需要結(jié)合一定的理論基礎(chǔ)與專(zhuān)業(yè)方法，才能確保結(jié)果的準(zhǔn)確性與可用性。本文將詳細(xì)探討如何科學(xué)地分析壓汞儀數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)采集到結(jié)果解讀，提供一套全面且實(shí)用的分析框架。

壓汞儀數(shù)據(jù)的基本理解

壓汞儀通過(guò)將汞注入材料的孔隙并施加不同壓力，進(jìn)而測(cè)量汞的侵入量。由于汞無(wú)法進(jìn)入水的表面張力較大的孔隙，壓力的增加使得汞能夠逐漸滲透到較小的孔徑。通過(guò)這些數(shù)據(jù)，我們可以繪制出孔徑分布曲線(xiàn)，進(jìn)一步計(jì)算出孔容、比表面積等重要參數(shù)。為了分析這些數(shù)據(jù)，首先需要掌握的就是如何讀取壓汞儀的原始數(shù)據(jù)和理解其背后的物理含義。

數(shù)據(jù)分析的核心步驟

1. 數(shù)據(jù)預(yù)處理 在分析之前，原始數(shù)據(jù)需要進(jìn)行一些基礎(chǔ)的處理。常見(jiàn)的預(yù)處理步驟包括：去除無(wú)關(guān)數(shù)據(jù)、處理異常值、標(biāo)定壓力與孔徑之間的關(guān)系等。合適的預(yù)處理能有效消除測(cè)量過(guò)程中的系統(tǒng)誤差，確保后續(xù)分析的可靠性。
2. 比表面積和孔容的計(jì)算 根據(jù)孔徑分布曲線(xiàn)，我們可以進(jìn)一步計(jì)算出比表面積和孔容。比表面積通常使用BET理論進(jìn)行計(jì)算，而孔容則可通過(guò)求解不同孔徑范圍內(nèi)的總汞侵入量來(lái)得出。比表面積和孔容是評(píng)估多孔材料性能的兩個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，尤其在催化、吸附等領(lǐng)域具有重要意義。
3. 結(jié)果的驗(yàn)證與優(yōu)化 經(jīng)過(guò)初步計(jì)算后，需要對(duì)得到的分析結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。常見(jiàn)的驗(yàn)證方法包括與其它實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，或通過(guò)模擬計(jì)算與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的擬合來(lái)驗(yàn)證數(shù)據(jù)的合理性。在實(shí)際應(yīng)用中，可能需要通過(guò)調(diào)整儀器設(shè)置或測(cè)量條件來(lái)進(jìn)一步優(yōu)化結(jié)果的精度。

專(zhuān)業(yè)解讀與注意事項(xiàng)

壓汞儀數(shù)據(jù)的分析過(guò)程中，除了要關(guān)注儀器的操作和數(shù)據(jù)處理外，還需要特別注意以下幾點(diǎn)：

• 孔隙形態(tài)的多樣性：多孔材料往往呈現(xiàn)復(fù)雜的孔隙結(jié)構(gòu)，分析時(shí)需根據(jù)材料的實(shí)際情況選擇合適的分析模型。
• 壓力范圍的選擇：不同的壓力范圍會(huì)影響數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。過(guò)高的壓力可能導(dǎo)致汞進(jìn)入不應(yīng)進(jìn)入的孔隙，過(guò)低的壓力則可能無(wú)法充分反映材料的細(xì)孔特性。
• 數(shù)據(jù)的可靠性：數(shù)據(jù)是否具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義是驗(yàn)證分析結(jié)果的關(guān)鍵。合理的重復(fù)性測(cè)試與精確的控制變量能夠大大提高結(jié)果的可靠性。