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主题：【原创】化学计量学建模步骤

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chemosolv
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发表于：2013/08/20 09:53:17 楼主 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
化学计量学建模步骤

    梁逸曾教授在Modern Scietific Instruments 1998里的《化学计量学》一文中把化学计量学概括为，"化学计量学运用数学、统计学、计算机科学、以及其他相关学科的理论与方法，优化化学量测过程，并从化学量测数据中最大限度地获取有用的化学信息，可以说是一门化学量测的基础理论与方法学"。

      从定义可以了解到，化学计量学主要是帮助我们从各种化学量测手段即不同的仪器获得的数据转化为有用的信息，这些有用的化学信息才是用户终极目标。故化学计量学在整个化学量测过程中起到至关重要的作用，而最终硬件结合软件的运用才可以最大化化学测量仪器的作用。

      随着现代的仪器的发展，量测仪器获得的数据日趋复杂，从单变量到多变量，从一维到多维的发展，还有很多其他干扰因子的影响，化学计量学也变成了一个复杂的建模过程，而不是简单的化学方程式可以解决的。

      一般我们建立一个化学计量学模型，我们要求模型稳健、可靠和精度高。能满足这些要求已经很不简单了，因为数据中不可避免存在的噪音、背景、漂移、颗粒大小影响。下面通过分子光谱的建模过程进行讲解：如下图所示，是整个建模过程和所用到的经典方法



      建模之前血建模之前需要对偏离整体的一些奇异样本进行剔除以保证模型的稳健性；为了检验模型的有效性应该对样本划分为训练集和预测集需要的样本划分的方法；数据中不可避免存在的噪声、背景、漂移、颗粒大小影响等问题或者多元校正方法中需要的标度化方法等需要有数据预处理方法；为建立稳健和更加简洁的模型中需要的变量选择的方法；最终是为预测未知物中感兴趣的指标的回归和对未知物类别归属的多元校正方法。

      简单的来说可以这样理解每个建模的步骤，奇异样本检验，是看在整个建模的样本中有没有坏的样本，如果坏的样本进入建模集，会使得模型失真；而样本划分是为把数据分为建模子集和预测子集，预测子集是用来检测模型建立的好坏的；数据预处理就是解决仪器的不理想不可避免的一些随机误差的影响；变量选择是提取特征，使得模型更加清晰；分类是模式识别，如检测真假，或检测类别的归属等；回归是定量化学信息的含量等。

      如果对图中算法感兴趣的，算法详细的介绍在附件里，请查阅，若有疑问可以一起交流探讨。
附件：
化学计量学算法.doc
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2013/8/20 10:16:56 沙发 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
模型的建立是最重要的一步
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chemosolv
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2013/8/20 10:45:27 板凳 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
原文由 zhw19811005(zhw19811005) 发表:

模型的建立是最重要的一步


对的，对着哪些仪器给的信号，只能是徒伤悲而已，大家需要的都是最后的化学信息
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随风非舞
sfolt
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2013/8/20 16:27:18 马扎 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
恩，不然都不知道自己测试的样品是什么了，这个如果能做好的话做产品就比较容易了，现在硬件可以选择的余地比较大了
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chemosolv
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2013/8/20 19:11:39 地毯 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
原文由 随风非舞(sfolt) 发表:

恩，不然都不知道自己测试的样品是什么了，这个如果能做好的话做产品就比较容易了，现在硬件可以选择的余地比较大了


这些建模的方法通用的化学计量学软件都可以做到，自己只要根据这步骤菜单式操作就可以建立自己仪器用的模型了的，这样软硬件结合才能最大利用仪器。
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v2773276
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2013/8/22 9:35:24 地板 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
介绍的思路很清晰，就是对我们来说还是太难了，首先是原理难以理解，还有计算过程遇到的特殊问题也很多
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chemosolv
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2013/8/22 10:46:24 6楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
原文由 v2773276(v2773276) 发表:

介绍的思路很清晰，就是对我们来说还是太难了，首先是原理难以理解，还有计算过程遇到的特殊问题也很多


原理也不一定要了解得很清晰，知道什么时候需要用到什么的化学计量学算法，知道所用的算法的优点和缺点，就可以解决大部分的问题，至于特殊问题就得看实验员和分析员的经验了。
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