使用Origin正确绘制统计直方图

GJZ

当前流行的图形可视化和数据分析软件有Matlab、Mathmatica和Maple等。这些软件功能强大，可满足科技工作中的许多需要，但使用这些软件需要一定的计算机编程知识和矩阵知识，并熟悉其中大量的函数和命令。而使用Origin就像使用Excel和Word那样简单，只需点击鼠标，选择菜单命令就可以完成大部分工作，获得满意的结果。

很多同学对于统计直方图的认识还是比较局限，遇到绘制统计直方图仍然是直接点击Column图标。实际上，点击此图标绘制的只是数据表中的数值大小，而不是对数据表中的数据进行统计分布计数。真正的统计直方图是Histogram，现在就用一个例子来介绍如何使用Origin软件正确绘制统计直方图。

正确绘制统计直方图

我们在数据表中输入一列统计数据（如图1），我们可以看到，图中的数据表只有一列数据，我们选取这列数据之后，点击Origin菜单栏上的Statistics（统计）/ Descriptive Statistics，对数据表中的数据出现的频次进行统计计算。在弹出的Statistics＼Descriptive Statistics： freqcounts对话框中，我们点击OK（如图2）。

在原来的数据表中会新添一个名为FreqCounts1的新数据表（如图3），表中的第三列就是对刚才的数据进行的统计分布计数，第一列是统计数据的中心值。统计直方图就是根据这两列的数据绘制的。选中表中的第一和第三列数据，点击Column图标，就可以得到想要的统计直方图了。

当然，我们也可以用另一个方法绘制统计直方图，方法是：将Sheet1中的A（X）列设置成A（Y），选中数据后，点击Origin菜单栏上的Plot/ Statistics / Histogram

对统计直方图进行数据拟合

那么如何对统计直方图进行数据拟合，这要用到刚才经过统计频数计数后的表格。选中表中的第三列数据，然后点击Origin菜单栏上的Analysis / Peaks and Baseline / Peak Analyzer / Open Dialog。

在弹出的Peak Analyzer对话框中的黑色流程图列出了详细拟合步骤，我们可以从下方的Goal（拟合目标）中选取我们需要的操作目标，比如，这里我们选择最后一个 Fit Peaks （Pro） 拟合峰（只有Origin Professional版才有此功能），点击之后，我们可以在上方的黑色流程框中看到针对拟合峰的操作流程，其中绿色的方块显示的是当前步骤，黄色方块显示的是待完成的步骤，红色方块代表的是目标。我们选定了Goal的内容后，就可以点击Next 进行下一步操作了（如图4）。

点击Next后，就来到Baseline Mode步骤，如流程图中的绿色方块显示，对于我们刚才绘制的统计直方图而言，它的最小值是0且没有起伏的情况，所以其基线是一个常数0，于是我们在Baseline Mode选项中选择常数Constant，并自己为常数赋值为0，然后点击Next，进入下一步骤。在Baseline Treatment步骤中，我们可以对刚才设定的基线进行差减以去掉基线，但是对于我们这个例子而言，由于基线是一个为0的常数，所以不需要进行差减。在Find Peaks步骤中，我们勾选Enable Auto Find让程序自动找峰，并点击Find按钮，我们会在Current Number of Peaks后面看到程序自动找到的峰的个数，对于我们这个例子，程序找到了2个峰，于是显示2。在Fit Peaks步骤中，我们可以看到Peaks后面有Add 和 Modify/Del 两个按钮，如果我们需要添加，或者对峰的位置进行“修改/删除”，就可以分别点击这两个按键，这里我们不作修改（如图5）。Weight按钮可以在拟合时添加权重，这里我们不需要，不用管它。我们点击下方的Fit Control按钮，会弹出对拟合具体参数的选择。在新弹出的Peak Fit Parameters对话框中，我们可以看到两个峰的所有拟合参数，我们点击红框位置中的下拉列表，选Gaussion，表示我们的拟合采用Gaussion曲线，然后点击拟合按钮和OK。

拟合结束后，我们会看到一个拟合结果报告表（如图6），表格中有两个拟合的Gaussion峰以及统计直方图，而在数据表中会出现拟合结果的多个表格，其中FitPeakCurve1表是基线Baseline、两个拟合的Gaussion峰：FitPeak1 和 FitPeak2，以及两个拟合的Gaussion峰的包络线Cumulative Fit Peak、误差等等。我们可以直接双击它对它进行修饰，也可以点击Origin菜单栏上的Edit / Copy Page 将它复制粘贴到Word文档里。

当然，我们也可以选择利用拟合的结果表格中的数据自己将拟合的两个Gaussion峰添加到统计直方图中。方法是：点击添加Y轴图标，Add Right-Y Layer（如图7）。

添加了Y轴后，我们可以在左上角图层2标志上点击鼠标右键，在新弹出的菜单中选择Layer Contents。在弹出的Layer Contents对话框中，找到刚才在FitPeakCurve1表中的Fit Peak 1和Fit Peak 2数据，然后点击中间的“—>”将选中的数据添加到右侧的绘图栏中，点击OK。

新添加的两个Gaussion峰我们可以看到它们并不与原来的统计直方图相符，这是由于新添的右侧Y轴的标度与原来的左侧Y轴的标度不统一造成的（如图8）。为了将两个拟合的Gaussian峰与统计直方图用相同的幅度来显示，我们需要对新图层的坐标轴与原图层的坐标统一一下（因为添加Y轴的时候本来就是共用的X轴，主要是统一Y轴的标度）。我们在图层2的标志上点击鼠标右键，在弹出的菜单列表中选择Layer Properties图层属性。在弹出的Plot Details - Layer Properties对话框中，选择左侧的RightY图层，然后在右侧的Link Axes Scales选项卡中，选择Y Axis Link选项中的 Straight（1 to 1），表示将RightY图层的Y轴与Layer1中的Y轴标度链接，保持一致性。点击OK之后，两个拟合的Gaussian峰就与统计直方图具有相同的幅度了（如图9）。