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2025-01-21 09:31:07科學(xué)數(shù)據(jù)處理: 科學(xué)數(shù)據(jù)處理是對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)、觀測(cè)等活動(dòng)中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、整理、分析、解釋和存儲(chǔ)的過程。它涉及數(shù)據(jù)清洗、轉(zhuǎn)換、統(tǒng)計(jì)分析、數(shù)據(jù)挖掘等方法，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和數(shù)學(xué)知識(shí)。科學(xué)數(shù)據(jù)處理旨在提取有用信息，支持科學(xué)研究、決策制定和技術(shù)創(chuàng)新，對(duì)推動(dòng)學(xué)科發(fā)展和提升科研水平具有重要意義。

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科技部發(fā)布(SKA)專項(xiàng)第一階段科學(xué)數(shù)據(jù)處理工作包建設(shè)信息征集工作

根據(jù)國(guó)際組織工作安排，SKA項(xiàng)目擬于2021年中開始第一階段的工程采購(gòu)和建設(shè)工作，并于近日開始面向成員征集第一階段科學(xué)數(shù)據(jù)處理工作包(SDHP)建設(shè)的信息。

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2020-12-29
平方公里陣列射電望遠(yuǎn)鏡科學(xué)數(shù)據(jù)處理工作包建設(shè)信息

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科學(xué)數(shù)據(jù)處理問答

2023-10-13 15:12:23空白和樣品的數(shù)據(jù)處理: 空白和樣品的數(shù)據(jù)處理第一種：我是用樣品檢測(cè)值減去空白的檢測(cè)值，然后帶入國(guó)標(biāo)公式計(jì)算第二種：我分別把空白檢測(cè)值和樣品檢測(cè)值帶入國(guó)標(biāo)公式，算出結(jié)果后，再進(jìn)行相減理論上這兩種結(jié)果都是一樣的，但是我想了解應(yīng)該是用哪一種呢？

2024-12-05 16:24:54圓二色譜儀如何做相關(guān)實(shí)驗(yàn)？數(shù)據(jù)處理如何進(jìn)行？: 圓二色光譜儀是一種重要的分析儀器，廣泛應(yīng)用于化學(xué)、生物學(xué)、材料科學(xué)等領(lǐng)域。它主要用于測(cè)量分子在不同波長(zhǎng)下的圓二色效應(yīng)，能夠提供關(guān)于分子結(jié)構(gòu)、構(gòu)象及其相互作用的重要信息。圓二色光譜儀的工作原理圓二色光譜儀的基本原理是基于圓偏振光與樣品相互作用后的吸收差異。圓偏振光是具有特定旋轉(zhuǎn)方向的光波，分為右旋圓偏振光和左旋圓偏振光。當(dāng)這兩種光波穿過樣品時(shí)，分子中不對(duì)稱結(jié)構(gòu)會(huì)對(duì)兩種光的吸收產(chǎn)生差異，這種差異即為圓二色效應(yīng)。圓二色光譜儀的應(yīng)用領(lǐng)域生物分子結(jié)構(gòu)研究：圓二色光譜儀廣泛應(yīng)用于蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子的結(jié)構(gòu)研究。它可以用來探測(cè)蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)，了解蛋白質(zhì)的構(gòu)象變化和折疊過程。藥物設(shè)計(jì)與開發(fā)：在藥物研發(fā)過程中，圓二色光譜儀常用于評(píng)估候選藥物分子與靶標(biāo)蛋白的結(jié)合能力。通過分析藥物分子與蛋白質(zhì)的相互作用，研究人員可以預(yù)測(cè)藥物的穩(wěn)定性和生物活性，從而優(yōu)化藥物設(shè)計(jì)。材料科學(xué)：圓二色光譜儀不僅限于生物領(lǐng)域，還廣泛應(yīng)用于材料科學(xué)中。它能夠用來分析高分子材料的結(jié)構(gòu)，尤其是在研究手性材料和聚合物的光學(xué)特性時(shí)，圓二色光譜儀提供了一個(gè)重要的實(shí)驗(yàn)手段。圓二色光譜儀實(shí)驗(yàn)的操作流程圓二色光譜儀的實(shí)驗(yàn)操作通常包括以下幾個(gè)步驟：樣品制備：實(shí)驗(yàn)的步是制備合適的樣品。對(duì)于溶液樣品，研究人員需要確保溶液的濃度合適且均勻。對(duì)于固體樣品，可能需要制成薄膜或其他形式，以確保光線能夠充分穿透。儀器校準(zhǔn)：在開始實(shí)驗(yàn)前，必須對(duì)圓二色光譜儀進(jìn)行校準(zhǔn)，確保其測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確。校準(zhǔn)工作通常包括設(shè)置適當(dāng)?shù)牟ㄩL(zhǎng)范圍和掃描速度，以及調(diào)節(jié)光源強(qiáng)度。數(shù)據(jù)采集：在樣品放置好并確保儀器設(shè)置正確后，開始進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。圓二色光譜儀會(huì)自動(dòng)掃描不同波長(zhǎng)的圓偏振光，并記錄光的吸收差異。數(shù)據(jù)分析：實(shí)驗(yàn)完成后，研究人員可以通過專門的軟件對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析。常見的分析方法包括二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)、構(gòu)象變化監(jiān)測(cè)以及與其他物質(zhì)的相互作用研究。圓二色光譜儀的優(yōu)勢(shì)與挑戰(zhàn)圓二色光譜儀在很多領(lǐng)域具有顯著的優(yōu)勢(shì)。其非破壞性、靈敏度高、操作簡(jiǎn)便等特點(diǎn)，使得它成為研究分子結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)過程的重要工具。圓二色光譜儀也面臨一些挑戰(zhàn)，如對(duì)樣品濃度要求較高，以及對(duì)于復(fù)雜系統(tǒng)的分析可能會(huì)受到干擾。在實(shí)際應(yīng)用中，研究人員需要結(jié)合其他實(shí)驗(yàn)技術(shù)，如核磁共振（NMR）或X射線晶體學(xué)，來進(jìn)一步驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

2023-06-12 10:35:36轉(zhuǎn)載 | 高光譜遙感數(shù)據(jù)處理系列（六）監(jiān)督分類: 高光譜遙感數(shù)據(jù)處理系列（六）非監(jiān)督分類是一種面對(duì)數(shù)據(jù)本身的分類方法，與之相對(duì)應(yīng)的：監(jiān)督分類，則是面向先驗(yàn)知識(shí)的分類方法。監(jiān)督分類是指給定已知類型的數(shù)據(jù)，通過建模的方式將這些數(shù)據(jù)與對(duì)應(yīng)的類型建立映射關(guān)系，并將這種關(guān)系應(yīng)用到未知類型的數(shù)據(jù)上的過程。如果每種類型用一個(gè)數(shù)字來表示，分類任務(wù)可以看做回歸分析的一種特例。主界面分區(qū)ROI工具監(jiān)督分類需要有已知類型的數(shù)據(jù)集作為先驗(yàn)知識(shí)進(jìn)行訓(xùn)練，稱為訓(xùn)練集。一般可以通過目視解譯，或者實(shí)地樣方調(diào)查的方式獲取訓(xùn)練集。構(gòu)建訓(xùn)練集的方法如下：在主菜單②工具欄中點(diǎn)擊打開Region of Interest（ROI) Tool，進(jìn)行興趣區(qū)選?。篟OI工具最基本的ROI選取過程如上圖所示，首先選擇①工具添加新的ROI范圍，在②中調(diào)整ROI的名稱和顏色，在③中選擇繪制ROI的圖形形狀，④在圖上繪制ROI，完成后右鍵Accept shape type。如果想要繪制帶有空洞的圖形，可以點(diǎn)擊復(fù)選框⑤所示的Multi Part復(fù)選框，然后在影像上繪制兩個(gè)疊加的圖形，完成后右鍵 Accept。使用File可以進(jìn)行ROI圖層的讀取與保存如果選取好了ROI可以使用Options可以利用對(duì)ROI本身進(jìn)行融合（Merge（Union/Intersection）ROI）,計(jì)算離散度（Compute ROI Separability），或者使用對(duì)ROI范圍內(nèi)的圖像進(jìn)行統(tǒng)計(jì)（Compute Statistics from ROIs）。另外也可以使用ROI對(duì)圖像進(jìn)行裁剪。除了使用不同形狀進(jìn)行框選，還可以使用像元，自動(dòng)區(qū)域生長(zhǎng)，閾值選取等方式產(chǎn)生ROI。在ENVI的幫助文件中詳細(xì)介紹了這些工具的使用方法。在主界面①菜單欄 Help 中打開-> 在左側(cè)Contents選項(xiàng)卡中的:book:ROIs, Vectors, Annotations，請(qǐng)讀者自行查閱。監(jiān)督分類在訓(xùn)練集選擇完畢后就可以進(jìn)行監(jiān)督分類，ENVI中提供了多種監(jiān)督分類的工具，包括：平行六面體（Parallelepiped）最小距離（Minimum Distance）馬氏距離（Mahalanobis Distance）最大似然（Maximum Likelihood）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（Neural Net）支持向量機(jī)（Support Vector Machine）波譜角（Spectral Angle Mapper）這里我們介紹兩種監(jiān)督分類方法，最大似然法和波譜角方法。01最大似然法在ENVI的幫助文件中詳細(xì)介紹了各種分類方法的原理。在主界面①菜單欄 Help 中打開-> 在左側(cè)Contents選項(xiàng)卡中Classification->Supervised Methods中，最大似然法定義為:最大似然分類假設(shè)每個(gè)波段中每個(gè)類別的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)呈正態(tài)分布，并計(jì)算給定像素屬于特定類別的概率。每個(gè)像素被分配到具有最高概率（即最大似然）的類別。根據(jù)該定義，最大似然法將每個(gè)類別投影到特定的分布上，分類問題被轉(zhuǎn)化為分布相似性問題。在主界面⑤中搜索Maximum Likelihood打開最大似然分類工具。首先要選擇進(jìn)行訓(xùn)練的數(shù)據(jù)，需要強(qiáng)調(diào)的是，我們選擇在上篇文中生成的主成分分析的結(jié)果進(jìn)行分類，而不是影像本身，具體原因在上篇文章中有詳細(xì)描述。分類結(jié)果如下所示：02波譜角方法光譜角映射器 (SAM) 是一種基于物理的光譜分類，它使用 n 維角度將像素與參考光譜進(jìn)行匹配。該算法通過計(jì)算光譜之間的角度并將它們視為維數(shù)等于波段數(shù)的空間中的向量來確定兩個(gè)光譜之間的光譜相似性。SAM 使用的端元光譜可以來自 ASCII 文件或光譜庫(kù)，或者您可以直接從圖像中提取它們（作為 ROI 平均光譜）。SAM 比較端元譜向量與 n 維空間中每個(gè)像素向量之間的角度。較小的角度代表與參考光譜更接近。在主界面⑤中搜索Spectral Angle Mapper打開光譜角工具，在端元集合（Endmember Collection：SAM）中導(dǎo)入選取的ROI，將上一步選取的ROI所在范圍的光譜均值作為特定類別的標(biāo)準(zhǔn)光譜。SAM的本質(zhì)是將分類問題轉(zhuǎn)化為對(duì)比未知類別數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)光譜的余弦距離的問題。需要強(qiáng)調(diào)的是，我們選擇主成分分析的結(jié)果進(jìn)行分類，而不是影像本身，具體原因在上篇文章中有詳細(xì)描述。分類結(jié)果如下所示：小結(jié)本文中我們介紹了兩種監(jiān)督分類的方法，相對(duì)于非監(jiān)督分類，監(jiān)督分類通過融入先驗(yàn)知識(shí)，提供了有明確類別的結(jié)果，這大大減少了進(jìn)行后續(xù)處理的成本。但是對(duì)于遙感應(yīng)用來說，獲取地面真值的成本較高，通過目視解譯的方式會(huì)不可避免地引入人為誤差，給結(jié)果帶來不確定性。正如上一篇文章提到，數(shù)據(jù)和特征決定了分類的上限，而分類的方法只能逼近這個(gè)上限。如何構(gòu)建質(zhì)量高、數(shù)量多的訓(xùn)練集，權(quán)衡成本是監(jiān)督分類需要考慮的問題。

2023-10-18 10:54:18試驗(yàn)儀器，讓科學(xué)觸手可及

2023-01-10 13:08:36高光譜遙感數(shù)據(jù)處理系列（一）高光譜數(shù)據(jù)讀取與可視化: 高光譜遙感數(shù)據(jù)處理系列（一）地表反射的太陽輻射包含著豐富的信息，從太陽外層大氣的吸收到地球大氣的吸收，經(jīng)過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?？梢钥闯霾煌匚镎宫F(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，希望能在此過程中給讀者以新的思考。Hyperspectral light sheet microscopy | Nature CommunicationsENVI (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)語言IDL (Interactive Data Language) 開發(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：文件開頭到實(shí)際數(shù)據(jù)起始位置的偏移量File type：文件類型Data type：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)類型，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)，通過點(diǎn)擊圖像前面的勾選框來控制圖像在④圖像顯示區(qū)的顯示與否。使用如果打開文件本體，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，②中是經(jīng)過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)可用波段的組合來創(chuàng)建 RGB 合成圖。與僅處理一個(gè)波段相比，通過將多個(gè)波段共同顯示為RGB 合成圖通?？蓮臄?shù)據(jù)集收集到更多信息。來源：簡(jiǎn)書通常我們選取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。如下圖所示：點(diǎn)擊光譜特征窗口中的，可以對(duì)光譜曲線進(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)督分類與監(jiān)督分類等方面介紹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