代谢组学数据分析常用的数据处理技术有

20144312·357·

代谢组学数据分析的统计学方法

柯朝甫

1

*

张涛

2

武晓岩

1

李康

1Δ

代谢组学是近年发展快速的一门学科，目前在医学、植物学、微生物学、毒理学、药物研发等诸多领域中

［1-5］

。代谢组学研究产生大量的数得到了广泛的应用

据，这些数据具有高维、小样本、高噪声等复杂特征。

（4）相互作用关系复杂：各种代谢物质可能不仅

具有简单的相加效应，而且可能具有交互作用，从而增加了识别这些具有复杂关系的生物标志物的难度。

（5）相关性和冗余性：各种代谢物并非独立存在，而是相互之间具有不同程度的相关性，同时由于碎片、加合物和同位素的存在使得数据结构存在很大的冗余性，这就需要采用合理的统计分析策略来揭示隐藏其中的复杂数据关系。

（6）分布的不规则和稀疏性：代谢组学数据分布不规则，而且数据具有稀疏性（即有很多值为零），因此，传统的一些线性和参数分析方法此时可能失效。

数据的预处理

代谢组学数据分析的目的是希望从中挖掘出生物相关信息，然而，代谢组学数据的变异来源很多，不仅包括生物变异，还包括环境影响和操作性误差等方面。处理手段主要包括归一化（standardization）、标准化（normalization），即中心化（centering）和尺度

大学物理实验

常用数据分析与处理方法列表法 图示法 最小二乘法拟合经验方程 逐差法 实验结果的表示

大学物理实验

列表法 列表法没有统一的格式。 设计表格，要求能充分反映列表法的优 点，初学者要注意： (1)栏目要注明名称和单位； (2)栏目的顺序应注意数据间的联系、计 算顺序，力求简明、齐全、有条理； (3)反映测量值函数关系的数据表格，应 按自变量由小到大、或由大到小顺序排列。

大学物理实验

图示法 (1)必须用坐标纸 确定作图的参量后，根据情况选择直角、 对数、半对数、或其它坐标纸。 (2)坐标比例的选取与标度 自变量作横坐标(X轴),因变量作纵坐 标(Y轴),标明所代表的物理量(或符号)、 单位。 坐标比例，做到实验数据的可靠数字在 图上是可靠的。 过小，损害数据的准确度； 过大，夸大数据的准确度。

大学物理实验

(3)实验数据的标志(描点) 实验数据用 符号“ 、 +、 ⊙、○、……” 等 符号标志。 符号的中心 正是数据点的位 置。

大学物理实验

(4)曲线的描绘 实验数据点 联系用平滑的曲 线描绘。 连线用直尺、 三角板、曲线板、 蛇尺等完成。 曲线到所有 实验点的距离最 小。

大学物理实验

(5)注解和说明 图纸上要写明图线的名称、作图者姓名、 日

第二章实践部分： EXCEL数据处理和分析技术

要求：

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

用宏程序统一不同表格中的内容格式， .................................................................................... 1 用冻结字段方法将各表汇总到一张表中 .................................................................................. 18 用函数CONCATENATE注明各条记录的统一编号 ................................................................ 19 用函数MID设置发货年度 ........................................................................................................ 24 制作数据透视表，对数据进行分析 .....................................

名师精编 优秀教案

教 案 用 纸

学 科 计算机应用 11电商班 2012.03.19 授课时数 教学方法 2 教具 讲 授 第 五 章 电子表格软件Excel2000 第 6 节 数据的分析与处理 第1页

审 批 签 字 多媒体 授课班级 授课时间 教学目的 1、了解数据清单的概念以及记录的添加、修改和删除的操作 2、掌握数据的排序及筛选（自动和自定义筛选） 教学重点 难点：掌握数据的排序和筛选设置 和 难 点 重点：高级筛选的操作 复习提问 1、图表的元素有哪些？ 2、编辑图表的方法有几种？分别是什么？ 教 学 内 容、方 法 和 过 程 引入新课： §5.6 工作表中数据的管理 §5.6.1 数据清单 数据清单概述： 若干个行和列 构成 二维数据表 构成 数据库(即一个数据清单) 数据清单中的每一列称为一个“字段”，每一列列标题为“字段名”， 附 记 除列标题行之外，其他各行称为“记录”。 1、建立数据清单（须遵循如下原则） （1）在一张工作表中，不要建立多个数据清单 （2）数据清单与其他数据之间至少要一个空行和空列隔开 （3）数据清单内不能出现空行 （

常用的数理统计及数据处理方法

水泥厂生产中的质量控制和分析都是以数据为基础的技术活动。如果没有数据的定量分析，就无法形成明确的质量概念。因此，必须通过对大量数据

的整理和分析，才能发现事物的规律性和生产中存在的问题，进而作出正确的判断并提出解决的方法。

第一节 数理统计的有关概念

一、 个体、母体与子样

在统计分析中，构成研究对象的每一个最基本的单位称为个体。

研究对象的所有个体的集合即全部个体称为母体或总体，它可以无限大，也可以是有限的，如一道工序或一批产品、半成品、成品，可根据需要加以选择。

进行统计分析，通常是从母体中随机地选择一部分样品，称为子样（又称样本）。用它来代表母体进行观察、研究、检验、分析，取得数据后加以整理，得出结论。取样只要是随机和足够的数量，则所得结论能近似地反映母体的客观实际。抽取样本的过程被称作抽样；依据对样本的检测或观察结果去推断总体状况，就是所谓的统计推断，也叫判断。

例如，我们可将一个编号水泥看成是母体，每一包水泥看成是个体，通过随机取样（连续取样或从20个以上不同部位取样），所取出的12kg检验样品可称为子样，通过检验分析，即可判断该编号水泥（母体）的质量状况。

二、 数据、计量值与计数值

1， 数据

1、打开EXCEL,找到XPS谱图的表。 2、用C1s的峰值减去284.6eV(等于 1.11)。 3、把需要分析的峰的数据拷贝到Origin里 面。 4、点击A(X)→点击鼠标右键 →点击Set Column Values →col(A)-1.11 → OK。

5、去除多余的数值(剩下453.04~ 462.09)。 6、作图。 7.点击Analysis→smoothing→FFT Filter→5→OK。

8、 双击左上角的1→移走data1_c→OK。 9、 双击smoothed把出现的数据拷贝到新 建的文本文档中并保存 。 10、打开XPS分峰软件。 11、点击data→import(ASCII)→新建 文本文档→打开。

12、点击background,选背景(一般为 linear),背景范围455~462。 13、add peak,选择Peak type:p。然后 添加合理的峰位、FWHM和L-G值。 14、调节峰位、峰面积、FWHM和L-G值。 使虚拟的峰位和实际峰位基本重合。

15、分别点击Save XPS、 Export(spectrum)和 Export to clipboard保存图。 16、打开画图板复制入图形可以得到想要 的数

静息态数据处理

Part1 数据的预处理

1、格式转换 2、去除前 n 个时间点的数据 3、时间层校正（Slice Timing） 4、头动校正（Realign） 5、空间标准化（Normalize） 6、平滑（Smooth） 7、去线性漂移（Detrend） 8、 滤波（Filer）

一、DICOM 格式——NIFTI 格式。若数据遗失 NIFTI 格式则不用转，直接在工作

目录下建 立一个子文件夹“FunImg” ，将数据拷入其中即可 二、一般去 10（8——20 之间即可） ，由于机器刚启动等原因前面一些数据不稳定 三、Slice Timing 的设置：以总层数 25 层为例 SPM 中：Slice order：<—x：1:2:25；2:2:24 Reference Slice 参考层一般取中间层，即第 25 层。因为扫描顺序为： 1,3,5,7,9….,n,2,4,6,8,…n-1 DPARSF 中：1,3,5,7,9….,n,2,4,6,8,…n-1 四、 头动校正后会在工作目录下生成 Realign Parameter 文件夹， 其中有 spm….ps 这个文件， 用专业版的 Aoboe Reader 打开可查看每个被试头动情况。 或在 Excludesubjects.txt 文件 下可查看头动数据（卡不同值时被排除被试情况） 。对于患有疾病的患者：一般卡 3mm 和 3degre；而对正常人一般卡 1.5mm 和 1.5degere 或取 2. 五、 空间标准化即把被试的原始空间往标准空间上估计， 以克服不同被试的脑结构之间的差 异问题。把结构像分割得到的信息来做功能像的空间标准化，有两种方式： a、 使用 EPI 模板进行空间标准化 SPM 中：原始图像 Source Image：mean_***.img 头动校正后生成的文件，为某被试 各个时间点的平均像；Image to write ：r*.img 所有头动校正后生成的文件；模板图 像 Template Image： EPI.nii ； Bounding box： -126 -72； 90 108 ； -90 90 Voxel sizes： 3 3 3。 . DPARSF 中类似可设 b、 使用一致分割的 T1 像进行空间标准化 分三部分： 1、 配准 coregister 将结构像与功能像匹配，即把被试的结构像变换到功能像空间 （被试的平均功能像） 2、 分割 转换后的结构像用一致的分割法则分割为灰质、白质、脑脊液。这样就 能把功能像弄到标准空间去。

此过程中得到一个由功能像去往标准空间的转换 矩阵。转换矩阵会写入*_seg_sn.mat 文件中。 3、 标准化 把转换矩阵写到功能像上去。这样就可以知道怎么从被试的原始空间到标准空间。 SPM 中： coregister—Reference Image： mean_name.image —Source Image： T1.img； Segment—data：

T1_coregiserd.ima—clean up any par

地图数据一般处理过程

一 数据裁剪

裁剪是按照多边形进行对空间数据裁剪。不通的数据有不通裁剪工具。我们使用到的数据一般是两种。矢量数据和栅格数据（卫星图片数据）。两种数据的裁剪工具位置：

1 矢量数据裁剪

图1 Geoprocessing 的下拉菜单CLIP菜单里面

以上截图是矢量数据的裁剪。 2 卫星图片数据裁剪。

在ARCTOOLBOX里面的：

图2 卫星图片裁剪的位置

图3 卫星图片裁剪工具条 第一栏：输入卫星图片数据。

第二栏：输入矢量数据（行政多边形边界） 第三栏：必须放在GDB数据库里面

二 数据转换。

公司目前数据转换就是CAD数据转换成ARCGIS的数据。还有是MAPINFO数据转换成ARCGIS的数据。在公司的时候经常遇到就是这两个问题。也是比较麻烦的数据。MAPINFO的数据转换成ARCGIS的数据一般使用MAPIFO9.5里面的通用转换工具条。在下记不得在那里。因为使用期只有30天所以比较麻烦。这里不多説。説下CAD数据转换吧。

CAD数据转换。直接导入到GDB数据库中。

图 5 数据导入GDB

但是导入之后由于坐标系统的不一致。没有办法重叠。所以必须使用投影转换。 注意：

1导入的CAD数据是五个文件。一个线、两个多边、一个点文件、一个标注文件。但

第二章 误差和分析数据处理习题

一、最佳选择题

1. 如果要求分析结果达到0.1%的准确度，使用灵敏度为0.1mg的天平称取试样时，至少应称取（ ）

A. 0.1g B. 0.2g C. 0.05g D. 0.5g 2. 定量分析结果的标准偏差代表的是（ ）。

A. 分析结果的准确度 B. 分析结果的精密度和准确度 C. 分析结果的精密度 D. 平均值的绝对误差

3. 对某试样进行平行三次测定，得出某组分的平均含量为30.6% ，而真实含量为 30.3% ，则 30.6%-30.3%=0.3% 为（ ）

A. 相对误差 B. 绝对误差 C. 相对偏差 D. 绝对偏差 4. 下列论述正确的是：（ ） A. 准确度高，一定需要精密度好； B. 进行分析时，过失误差是不可避免的； C. 精密度高，准确度一定高； D. 精密度高，系统误差一定小；

5. 下面哪一种方法不属于减小系统误差的方法（ ）

A. 做对照实验 B. 校正仪器

实验题

实验数据处理或者误差分析的探究

1、某校科学兴趣小组在研究“带火星木条复燃与氧气体积分数的关系”的课题中，采取了以下实验步骤：

①取5只250mL集气瓶，向5只集气瓶中分别装入25mL、50mL、75mL、100mL、125mL 的水，并用毛玻璃片盖住，依次编号为1、2、3、4、5；

②用分解过氧化氢（H2O2）的方法制取氧气，用制取的氧气通过排水法将上述1～5号瓶中

（1）集气瓶2中氧气的体积分数为______．（空气中氧气的体积分数以21%计）

（2）根据以上实验事实，下列说法中正确的是______（填写相应的字母）．

A．只有在纯氧中才能使带火星的木条复燃

B．集气瓶中氧气的体积分数≥52.6%时，带火星的木条就能复燃

C．只要有氧气存在就可使带火星的木条复燃．

（3）上述实验表明：物质燃烧的程度与氧气的浓度有关，氧气浓度越大，燃烧越剧烈．请

【解析】

（1）集气瓶2中氧气的体积分数为×100%=36.8% 故答案为：36.8% （2）根据以上实验事实，可以看出集气瓶中氧气的体积分数≥52.6%时，带火星的木条就能复燃，故答案为：B

2、为了测定某石灰石矿样的纯度（其中所含杂质不与酸反应），某同学按如下流程进行实验：用盐酸溶解矿样→干燥所得气