质谱数据存储格式及其压缩技术研究

发布时间：2017-10-24 14:30

  本文关键词：质谱数据存储格式及其压缩技术研究

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【摘要】：随着计算机的发展和应用,质谱技术取得了巨大的进步,并且在化学、化工、材料、环境、能源、药物、刑侦、生命科学和医学等多个领域中获得了广泛的应用。然而相对于质谱技术的巨大进步,质谱数据存储格式的发展则相对缓慢,由于多数仪器公司都采用配套的数据处理软件和独立的数据文件格式,这不仅给仪器间数据分析和交换带来了很大的困难,同时也不利于质谱数据库的建设。除此之外,由于质谱实验具有多次重复的实验特性,这使得在实验过程中将产生极为庞大的数据量,致使数据的存储成为了一大难题,同时也对数据存储环境提出了更高的要求。为此,本文在了解质谱分析法原理的基础上,分析了各项的具体需求,对质谱数据存储格式和质谱数据专用压缩技术进行了深入的探究,给出了解决方案并在实际的产品中予以应用。本文采用天瑞仪器公司的GC-MS(气相色谱-质谱联用仪)对数据进行采集,并通过专用的数据处理软件对采集到的实验数据进行分析和处理,实现了平台原理的探究和数据文件的压缩。本文的主要研究包括以下几个方面:(1)深入探究质谱综合分析平台的原理和实现,详细分析了该平台的软硬件组分及各模块之前的相互关联,并对分析平台中的数据处理软件进行了逻辑设计和具体实现,完成了质谱数据的采集、查询、存储、分析和共享。(2)深入探究质谱数据自身的特性,结合当前质谱数据存储格式的进展状况,系统地梳理和归纳当前使用的各种质谱数据存储格式,并在已有数据格式的基础上,设计了一种适用于质谱数据分析的统一数据格式,尽可能解决数据在交换和整合中存在的问题。(3)初步探究质谱数据的专用压缩技术,由于质谱实验本身的特性决定了其需要使用多次重复实验的实验策略,又加之单次实验所采集的数据量同样巨大,随之而来数据存储则成为了难题。在本文中,将对转化为统一数据格式的质谱数据文件尝试有针对性的压缩,并结合质谱数据的特性,剔除数据压缩的可行性方案,比较压缩结果。
【关键词】：数据格式 压缩 数据量 结构预处理 质谱
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH843
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 符号对照表10-11
• 缩略语对照表11-14
• 第一章 绪论14-18
• 1.1 课题的背景和意义14
• 1.2 质谱仪器的概述14-15
• 1.2.1 气相色谱-质谱联用仪14-15
• 1.2.2 液相色谱-质谱联用仪15
• 1.3 国内外质谱行业发展现状15-16
• 1.4 论文组织安排及本人的工作16-18
• 第二章 质谱综合分析平台18-32
• 2.1 质谱平台的原理和组成18-23
• 2.1.1 进样系统19
• 2.1.2 离子源19-20
• 2.1.3 质量检测器20-22
• 2.1.4 离子检测器22-23
• 2.2 质谱数据综合分析平台设计23-29
• 2.2.1 平台的软硬件特性24-25
• 2.2.2 仪器监控模块25-26
• 2.2.3 仪器调谐模块26-27
• 2.2.4 方法管理模块27
• 2.2.5 数据处理算法模块27-29
• 2.3 本章小结29-32
• 第三章 质谱数据存储格式的研究32-52
• 3.1 质谱数据存储格式的发展与需求32-35
• 3.1.1 RAW数据格式32-34
• 3.1.2 质谱数据的特点34
• 3.1.3 新一代质谱数据存储格式的需求34-35
• 3.2 质谱数据存储格式中的关键技术35-38
• 3.2.1 控制字技术35-36
• 3.2.2 SHA-1 验证36-38
• 3.3 质谱数据存储格式的发展38-45
• 3.3.1 数据格式mzML39-42
• 3.3.2 数据格式mzXML42-44
• 3.3.3 数据格式mzData44
• 3.3.4 mzML、mzXML和mzData的比较44-45
• 3.4 统一的质谱数据存储格式45-49
• 3.5 本章小结49-52
• 第四章 质谱数据压缩技术的研究52-66
• 4.1 数据压缩算法52-59
• 4.1.1 文本数据压缩算法52-57
• 4.1.2 XML数据压缩57-59
• 4.2 质谱数据的数据特点及压缩方案59-61
• 4.3 质谱数据压缩61-63
• 4.4 本章小结63-66
• 第五章 总结与展望66-68
• 5.1 研究总结66
• 5.2 研究展望66-68
• 参考文献68-70
• 致谢70-72
• 作者简介72-73

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 姚卫峰;刘卉;陈汀;张丽;丁安伟;;以mzXML格式文件搭建中药色谱质谱联用数据的MATLAB分析平台[J];南京中医药大学学报;2010年05期

2 张胜;舒坚;包晓玲;;XML文档压缩技术比较研究[J];计算机应用;2008年10期

3 陈赫贝,王念桥;XMLSchema与DTD的比较及应用[J];微机发展;2004年01期

4 王晓玲,栾金锋,董逸生;基于演化计算的XML数据的关系存储[J];计算机研究与发展;2003年07期

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本文编号：1089186