Origin 科技繪圖與數據分析

《Origin科技繪圖與數據分析》以Origin 2023中文版為軟件平臺，結合編者多年的數據分析經驗，通過大量應用實例詳細介紹Origin在科研數據處理與數據作圖中的使用方法與技巧。全書共13章：第1～6章主要講解Origin的基礎知識與科技繪圖，包括Origin的操作界面、窗口類型、繪圖基本設置、數據操作管理、二維及三維圖的繪制、統計圖形繪制等；第7～13章結合Origin數據處理與統計分析功能，分別講解線性擬合、非線性擬合、數據操作與分析、基礎統計分析、參數與非參數檢驗、數字信號處理等知識，最後介紹如何在Origin中進行版面設計與輸出操作。通過閱讀本書，可以幫助讀者快速掌握Origin的應用，從而更好地處理和分析科研數據。 本書註重基礎，內容翔實，突出示例講解，既可以作為從事數據分析處理的科研工程技術人員的自學用書，也可以作為高等學校相關專業的本科生、研究生的教學用書。

目    錄

第1章  Origin與科技繪圖1

1.1  Origin功能應用1

1.1.1  數據處理基本步驟2

1.1.2  圖形3

1.1.3  曲線擬合4

1.1.4  數據操作與分析5

1.1.5  統計分析5

1.2  Origin操作界面6

1.2.1  菜單欄7

1.2.2  工具欄7

1.2.3  工作區（子窗口）9

1.2.4  項目管理器10

1.2.5  對象管理器11

1.2.6  Apps（應用）12

1.2.7  狀態欄12

1.3  子窗口類型12

1.3.1  工作簿窗口12

1.3.2  圖形窗口13

1.3.3  矩陣簿窗口15

1.3.4  佈局窗口16

1.3.5  記事本窗口17

1.4  繪圖基本設置17

1.4.1  圖形窗口基本元素17

1.4.2  圖層設置18

1.4.3  坐標軸設置21

1.4.4  繪圖屬性22

1.4.5  圖例設置22

1.5  本章小結23

第2章  數據操作管理24

2.1  工作簿與工作表24

2.1.1  工作簿的操作25

2.1.2  工作簿管理27

2.1.3  工作表的操作28

2.2  矩陣簿與矩陣表31

2.2.1  矩陣簿和矩陣表的操作31

2.2.2  矩陣簿管理32

2.2.3  矩陣窗口設置33

2.2.4  矩陣表的操作34

2.3  數據變換與填充35

2.3.1  數據變換35

2.3.2  自動數據填充37

2.3.3  工作表與矩陣表的轉換38

2.3.4  數據的查找與替換39

2.4  數據導入40

2.4.1  工具導入（ASCII格式）40

2.4.2  導入向導（導入ASCII

  文件）41

2.4.3  其他導入方式46

2.5  本章小結47

第3章  基礎二維圖形繪制48

3.1  繪制線圖48

3.1.1  折線圖49

3.1.2  水平階梯圖51

3.1.3  垂直階梯圖51

3.1.4  樣條圖52

3.1.5  樣條連接圖52

3.1.6  Y偏移堆積線圖54

3.1.7  顏色映射線條序列54

3.2  繪制符號圖55

3.2.1  散點圖55

3.2.2  中軸散點圖57

3.2.3  Y誤差圖57

3.2.4  XY誤差圖59

3.2.5  垂線圖60

3.2.6  氣泡圖60

3.2.7  顏色映射圖61

3.2.8  氣泡+顏色映射圖62

3.3  繪制點線符號圖64

3.3.1  點線圖64

3.3.2  線條序列圖66

3.3.3  2點線段圖67

3.3.4  3點線段圖68

3.3.5  散點圖+參照線68

3.3.6  點密度圖70

3.4  繪制條形圖71

3.4.1  柱狀圖71

3.4.2  帶標簽的柱狀圖73

3.4.3  條形圖73

3.4.4  堆積柱狀圖74

3.4.5  堆積條形圖74

3.4.6  浮動柱狀圖75

3.4.7  浮動條形圖76

3.5  繪制餅圖76

3.5.1  3D彩色餅圖77

3.5.2  不同厚度的3D彩色餅圖77

3.5.3  2D彩色餅圖78

3.5.4  復合條餅圖79

3.5.5  復合餅圖79

3.5.6  環形圖80

3.5.7  復合環餅圖81

3.5.8  同心圓弧圖83

3.5.9  多半徑餅圖85

3.5.10  多半徑環形圖86

3.6  本章小結88

第4章  高級二維圖形繪制89

4.1  繪制面積圖89

4.1.1  面積圖90

4.1.2  堆積面積圖90

4.1.3  填充面積圖91

4.1.4  百分比堆積面積圖91

4.1.5  雙色填充圖92

4.1.6  子彈圖92

4.1.7  歸一化子彈圖93

4.1.8  風箏圖94

4.1.9  螺旋條形圖94

4.2  繪制多面板/多軸圖97

4.2.1  雙Y軸圖97

4.2.2  3Y軸Y-YY圖98

4.2.3  3Y軸Y-Y-Y圖98

4.2.4  4Y軸Y-YYY圖99

4.2.5  4Y軸YY-YY圖99

4.2.6  多Y軸圖100

4.2.7  瀑布圖101

4.2.8  Y數據顏色映射的瀑布圖102

4.2.9  Z數據顏色映射的瀑布圖102

4.2.10  上下對開圖102

4.2.11  左右對開圖103

4.2.12  4窗格103

4.2.13  9窗格104

4.2.14  堆積圖105

4.2.15  縮放圖106

4.3  繪制專業圖107

4.3.1  極坐標圖108

4.3.2  風玫瑰圖111

4.3.3  三元圖113

4.3.4  史密斯圖115

4.3.5  雷達圖117

4.3.6  XYAM矢量圖118

4.3.7  XYXY矢量圖120

4.4  繪制分組圖120

4.4.1  沖積圖121

4.4.2  弦圖122

4.4.3  比例弦圖124

4.4.4  圓形嵌套圖125

4.4.5  旭日圖126

4.4.6  網絡圖128

4.4.7  平行索引圖130

4.4.8  平行坐標圖131

4.4.9  平行集圖132

4.4.10  帶狀圖/百分比帶狀圖133

4.4.11  桑基圖134

4.5  利用函數繪圖135

4.5.1  2D函數繪圖135

4.5.2  創建函數數據142

4.5.3  2D參數函數繪圖143

4.6  主題繪圖基礎145

4.6.1  創建和應用主題繪圖146

4.6.2  主題管理器和系統主題148

4.7  本章小結149

第5章  三維圖形繪制150

5.1  矩陣數據窗口151

5.1.1  創建矩陣簿151

5.1.2  行列數/標簽設置151

5.1.3  屬性設置152

5.1.4  設置值152

5.1.5  矩陣基本操作153

5.2  三維數據轉換156

5.2.1  導入數據到工作表156

5.2.2  將工作表中的數據轉換為矩陣158

5.2.3  XYZ網格化159

5.2.4  XYZ對數網格化159

5.3  構造矩陣三維作圖160

5.3.1  從矩陣窗口創建三維圖形161

5.3.2  通過數據轉換建立三維圖形163

5.3.3  三維圖形設置164

5.3.4  三維圖形旋轉167

5.4  內置三維圖類型167

5.4.1  三維曲面圖168

5.4.2  三維XYY圖181

5.4.3  三維符號、條狀、矢量圖183

5.4.4  等高線圖184

5.5  函數繪圖186

5.5.1  3D函數繪圖186

5.5.2  3D參數函數繪圖188

5.6  本章小結191

第6章  統計圖形繪制192

6.1  統計圖形192

6.2  直方圖類圖形193

6.2.1  直方圖193

6.2.2  直方+概率圖194

6.2.3  多面板直方圖195

6.2.4  分佈直方圖196

6.2.5  直方圖+軸須196

6.2.6  分佈圖+軸須196

6.2.7  帶標簽的直方圖197

6.3  箱線圖197

6.3.1  單列數據箱線圖197

6.3.2  多列數據箱線圖198

6.4  質量控制（均值極差）圖201

6.5  矩陣散點圖202

6.6  概率類圖形204

6.6.1  帕累托圖204

6.6.2  概率圖206

6.6.3  Q-Q圖（分位數－分位數圖）207

6.7  高級統計圖形207

6.7.1  人口金字塔圖207

6.7.2  脊線圖210

6.7.3  組邊際圖212

6.8  本章小結212

第7章  線性擬合213

7.1  分析報表213

7.1.1  報表信息構成214

7.1.2  報表基本操作215

7.1.3  分析報表的輸出216

7.2  線性擬合216

7.2.1  線性擬合217

7.2.2  擬合參數設置218

7.2.3  快速線性擬合222

7.2.4  屏蔽數據的線性擬合224

7.2.5  帶誤差棒的線性擬合226

7.2.6  多元線性回歸227

7.3  本章小結228

第8章  非線性擬合229

8.1  非線性擬合230

8.1.1  多項式擬合230

8.1.2  指數擬合231

8.1.3  非線性曲線擬合233

8.1.4  非線性曲面擬合239

8.1.5  非線性隱函數曲線擬合241

8.2  非線性擬合模擬242

8.2.1  擬合曲線模擬243

8.2.2  擬合曲面模擬244

8.3  自定義擬合函數與比較245

8.3.1  擬合函數管理器245

8.3.2  自定義函數246

8.3.3  用自定義函數擬合247

8.3.4  擬合模型比較249

8.3.5  擬合結果分析251

8.4  擬合應用254

8.4.1  自定義函數擬合254

8.4.2  指數函數線性回歸258

8.5  本章小結260

第9章  數據操作與分析261

9.1  插值與外推261

9.1.1  從X插值/外推Y262

9.1.2  軌線插值264

9.1.3  插值/外推265

9.1.4  3D插值265

9.1.5  從XY插值Z266

9.1.6  XYZ軌線插值267

9.2  數學運算268

9.2.1  簡單曲線運算268

9.2.2  垂直和水平移動269

9.2.3  平均多條曲線269

9.2.4  減去參考數據與減去直線270

9.3  微分和積分運算271

9.3.1  曲線微分271

9.3.2  曲線積分272

9.4  數據排序及曲線歸一化273

9.4.1  數據排序273

9.4.2  曲線歸一化274

9.5  本章小結274

第10章  基礎統計分析275

10.1  描述統計275

10.1.1  列統計276

10.1.2  行統計276

10.1.3  相關系數統計277

10.1.4  頻數分佈統計278

10.1.5  離散頻數統計279

10.1.6  正態性檢驗280

10.1.7  二維頻數分佈統計280

10.2  方差分析281

10.2.1  單因素方差分析281

10.2.2  單因素重復測量方差分析284

10.2.3  雙因素方差分析285

10.2.4  雙因素重復測量方差分析287

10.2.5  三因素方差分析288

10.3  本章小結288

第11章  參數與非參數檢驗289

11.1  參數檢驗290

11.1.1  單樣本t檢驗290

11.1.2  雙樣本t檢驗291

11.1.3  配對樣本t檢驗292

11.1.4  單樣本比率檢驗293

11.1.5  雙樣本比率檢驗293

11.1.6  單樣本方差檢驗294

11.1.7  雙樣本方差檢驗295

11.1.8  行雙樣本t檢驗296

11.2  非參數檢驗297

11.2.1  樣本Wilcoxon符號秩檢驗297

11.2.2  配對樣本Wilcoxon符號秩檢驗298

11.2.3  配對樣本符號檢驗298

11.2.4  Friedman方差分析299

11.2.5  Mann-Whitney檢驗300

11.2.6  Kruskal-Wallis方差分析301

11.2.7  雙樣本Kolmogorov-Smirnox檢驗301

11.2.8  Mood中位數檢驗302

11.3  本章小結303

第12章  數字信號處理304

12.1  信號處理概述304

12.1.1  數字信號與信號處理305

12.1.2  Origin與信號處理305

12.2  數據平滑和濾波306

12.2.1  平滑306

12.2.2  FFT濾波308

12.2.3  IIR濾波310

12.3  傅里葉變換311

12.3.1  快速傅里葉變換（FFT）311

12.3.2  反向快速傅里葉變換

  （IFFT）313

12.3.3  短時傅里葉變換

  （STFT）314

12.3.4  希爾伯特變換315

12.3.5  包絡315

12.4  小波變換316

12.4.1  連續小波變換317

12.4.2  分解318

12.4.3  重建319

12.4.4  多尺度離散小波變換320

12.4.5  降噪321

12.4.6  平滑322

12.5  本章小結323

第13章  版面設計與輸出324

13.1  佈局窗口的使用324

13.1.1  向佈局窗口添加圖形、

  工作表等325

13.1.2  佈局窗口對象的編輯327

13.1.3  排列佈局窗口中的對象328

13.2  圖形輸出330

13.2.1  通過剪貼板輸出330

13.2.2  圖形輸出基礎331

13.2.3  圖形格式選擇332

13.3  打印輸出333

13.3.1  元素顯示控制333

13.3.2  打印頁面設置和預覽334

13.3.3  打印對話框設置334

13.3.4  論文出版圖形輸出技巧335

13.4  對象嵌入共享335

13.4.1  共享Origin圖形概述336

13.4.2  嵌入圖形到其他軟件336

13.4.3  在其他軟件中創建圖形鏈接338

13.5  本章小結339

參考文獻340