一种生态环境实验室实验数据记录管理方法及系统与流程

本发明涉及实验数据管理，尤其涉及一种生态环境实验室实验数据记录管理方法及系统。

背景技术：

1、在生态环境实验的研究中，实验数据的记录和管理对于科研活动的推进具有举足轻重的作用；通过对实验数据进行系统的记录和管理，可以有效地确保实验结果的准确性、可靠性和可重复性，进而推动科研工作的深入开展。

2、传统的纸质实验记录容易导致实验数据的丢失或损坏，手写记录容易出现识别错误或漏写等问题，影响数据的准确性；此外，传统实验记录本的检索和共享也存在困难，不利于实验数据的管理和交流；现有的技术中采用电子化的实验室记录方法中，通常都是针对采集到的实验数据进行分类存储，例如在公开号为cn116796932a的中国专利中公开了一种检测实验室设备数据采集与电子原始记录单管理系统，该系统能够针对各种不同类型的检测实验室远程采集仪器设备的检测数据文件，自动对数据文件进行解析和存储、生成原始记录单并关联匹配的原始数据文件与图谱资料，但是没有对实验数据收集过程进行监控和比对，在获取实验数据的准确度方面存在不足。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种生态环境实验室实验数据记录管理方法及系统，通过对实验数据进行不同方式的采集，对采集到的实验数据进行对比分析，最后根据分析结果对实验数据进行补全和修正，提高实验数据结果记录的准确度，以解决现有的实验数据管理方法不够精准，无法确保采集到的实验数据的准确度的问题。

2、为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

3、第一方面，一种生态环境实验室实验数据记录管理系统，包括数据采集模块、数据处理模块、模型建立模块和实验数据修正模块；

4、所述数据采集模块用于记录实验过程中的实验数据，将采集到的实验数据存储在电子数据库中，并建立数据索引和分类；

5、所述数据处理模块用于对数据采集模块采集到的实验数据进行分析处理，得到缺失实验记录和异常实验记录；

6、所述模型建立模块用于根据电子数据库中的实验数据建立实验数据校正模型；

7、所述实验数据修正模块根据实验数据校正模型对缺失实验记录和异常实验记录进行补全和修正，得到校准实验数据。

8、进一步地，所述数据采集模块配置有数据录入单元和数据分类单元，所述数据录入单元配置有数据录入策略，所述数据录入策略包括在实验过程中同时采用文本输入和图像输入的方式将实验数据录入实验记录表，得到图像实验记录和电子文本实验记录，所述实验数据包括实验参数、观测数据和实验结果。

9、进一步地，所述文本输入包括为实验项目建立文本实验记录表，将实验数据实时输入文本实验记录表中；

10、所述图像输入包括在实验过程中对实验数据进行纸笔记录，并通过电子设备对图像进行留存，将通过电子设备留存的纸笔记录设置为图像实验记录。

11、进一步地，所述数据分类单元配置有数据分类策略，所述数据分类策略包括基于实验时间建立实验索引，将电子数据库中的实验项目的实验记录表按照实验时间顺序排列，得到实验记录表1至实验记录表n；

12、基于每个实验记录表对应的实验项目的实验方法为实验记录表添加关键词标签，记为实验分类1至实验分类m；

13、基于实验时间和实验分类对每个实验记录表进行编号，得到实验编号为tnjm。

14、进一步地，所述数据处理模块包括图像文本匹配单元，所述图像文本匹配单元配置有图像文本匹配策略，所述图像文本匹配策略包括获取任一图像实验记录，对图像实验记录中的所有图像文本进行分类定位，将图像文本中的记录类文本修改为红底图像，所述记录类文本包括图像文本中由人工书写的内容；

15、将图像中的印刷类文本修改为蓝底图像，所述印刷类文本包括图像文本中的线框和表头；

16、获取空白文本实验记录表，将空白文本实验记录表与图像文本根据蓝底文本对空白的文本实验记录表进行定位对齐，提取出红底图像内的文本，将红底图像内的文本填入空白实验记录表中的对应位置，将填写后得到的表格设置为图像文本实验记录。

17、进一步地，所述数据处理模块还包括图像校对单元，所述图像校对单元配置有图像校对策略，所述图像校对策略包括从电子数据库中调取任意一个实验记录表tnjm，对实验记录表tnjm中的图像实验记录进行图像文本匹配，得到实验记录表tnjm的图像文本实验记录；

18、将实验记录表tnjm的图像文本实验记录与电子文本实验记录进行逐条校对，将图像文本实验记录与电子文本实验记录中都出现但是不相同的文本记录设置为异常记录，将在图像文本实验记录出现且在电子文本实验记录中不出现的文本记录设置为电子缺失记录，将在图像文本实验记录中不出现且在电子文本实验记录中出现的文本记录设置为图像缺失记录。

19、进一步地，所述模型建立模块包括模型建立单元，所述模型建立单元配置有模型建立策略，所述模型建立策略包括将实验项目的关键词设置为特征，提取所有特征相同的实验项目，设置为同特征实验项目；

20、对同特征实验项目的项目编号按照实验记录表编号从小到大进行排序，将实验记录表编号差值小于等于第一编号间隔的实验项目设置为同期实验项目；

21、获取缺失记录或异常记录所对应实验项目的所有同期实验项目的电子文本实验记录，设置为第一补全参考文本实验记录，所述缺失记录包括图像缺失记录和电子缺失记录，对第一补全参考文本实验记录中与缺失记录或异常记录对应的记录位置进行定位，得到第一缺失同位记录或第一异常同位记录；获取所有第一补全参考文本实验记录中第一缺失同位记录或第一异常同位记录与左侧和右侧记录的比值的平均值，设置为第一校准比值；根据第一校准比值对缺失记录或异常记录进行校准，得到第一校准结果；

22、获取缺失记录或异常记录所对应实验项目的所有同特征实验项目的电子文本实验记录，设置为第二补全参考文本实验记录，对第二补全参考文本实验记录中与缺失记录或异常记录对应的记录位置进行定位，得到第二缺失同位记录或第二异常同位记录；获取所有第二补全参考文本实验记录中第二缺失同位记录或第二异常同位记录与左侧和右侧记录的比值的平均值，设置为第二校准比值；根据第二校准比值对缺失记录或异常记录进行校准，得到第二校准结果。

23、进一步地，所述模型建立模块还配置有模型训练单元，所述模型训练单元配置有模型训练策略，所述模型训练策略包括使用电子数据库中的已知数据对实验数据校正模型进行训练，获取大量第一校准结果和第二校准结果，比较第一校准结果和第二校准结果的准确度，将准确度高的结果作为模型参数使用。

24、进一步地，所述模型建立模块还包括模型校准单元，所述模型校准单元配置有模型校准策略，所述模型校准策略包括对训练后的实验数据校正模型使用模拟实验，所述模拟实验包括对任一实验项目中的任一实验数据进行抹除或修改，将该实验数据设置为测试异常记录，使用实验数据校正模型对测试异常记录进行校正，判断校正后的数据与抹除前或修改前的数据是否一致，若一致，判断为通过模拟；

25、对实验数据校正模型进行第一数量的模拟实验，获取通过模拟的百分比，当通过模拟百分比大于等于第一百分比时，判断实验数据校正模型通过；当通过模拟百分比小于第一百分比时，判断实验数据校正模型不通过，将第一编号间隔提高两个间隔后，重新进行模型训练和模型校准，直至判断实验数据校正模型通过。

26、进一步地，所述实验数据修正模块包括数据补全单元，所述数据补全单元用于将缺失记录代入实验数据校正模型，输出校准结果，将校准结果补全到文本实验记录中，得到填补实验记录。

27、进一步地，所述实验数据修正模块还包括数据修正单元，所述数据修正单元用于将异常记录代入实验数据校正模型，输出校准结果，根据校准结果修正文本实验记录中的异常记录，得到修正实验记录；

28、将填补实验记录和修正实验记录整合后得到校准实验数据。

29、第二方面，一种生态环境实验室实验数据记录管理方法，包括如下步骤：

30、步骤s1：建立电子数据库；

31、步骤s2：记录实验过程中的实验数据，将采集到的实验数据存储在电子数据库中，并建立数据索引和分类；

32、步骤s3：对实验数据进行分析处理，得到缺失实验记录和异常实验记录；

33、步骤s4：使用电子数据库中的数据建立实验数据校正模型；

34、步骤s5：根据实验数据校正模型对缺失实验记录和异常实验记录进行补全和修正，得到校准实验数据。

35、本发明的有益效果：本发明首先通过数据采集模块的数据录入单元记录实验过程中的实验数据，同时采用文本输入和图像输入的方式将实验数据录入实验记录表，得到图像实验记录和电子文本实验记录，对实验数据进行多种方式记录，为后续分析提供了比对参考；

36、通过数据分类单元对得到图像实验记录和电子文本实验记录进行分类，建立实验索引，提高了后续调用实验结果的效率；

37、本发明还通过图像文本匹配单元和图像校对单元对图像实验记录和电子文本实验记录进行比对分析，得到异常记录和缺失记录，通过两种不同的实验数据记录，可以及时判断实验结果的记录是否存在漏洞，降低单一记录造成的误差；

38、本发明还通过建立实验数据校正模型对异常记录和缺失记录进行补全和修正，降低了人工实验的工作量，提高了生态环境实验室的实验记录效率。

39、本发明附加方面的优点将在下面的具体实施方式的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。