表面化学分析扫描探针显微镜数据存储格式编制说明

I广东省分析测试协会团体标准《表面化学分析扫描探针显微镜数据存储格式》编制说明《表面化学分析扫描探针显微镜数据存储格式》编制组2023年12月 1 1 2 3 3 3 3 5 5 54方法验证及格式试验 7 74.2验证情况-1：广州中源仪器技术有限公司 84.3验证情况-2：中山大学物理学院 17 194.5验证情况-4：暨南大学理工学院 214.6验证情况-5：华南理工大学分析测试中心 23 256与现行法律、法规、政策及相关标准 26 26 279预期的社会经济效益及贯彻实施标准的要求、措施等建议 27 2711项目背景项目背景，包括目的与意义、产业现状、国内外现行相关法律、法规和标1.1本标准制定的目的与意义随着扫描探针显微术（SPM）发展和应用的日益广泛。在数据格式方面，格式。这些数据格式大多互不兼容，给数据后续的传输、交换、共享、以及数因为该标准中所有数据都基于ASCII文本，与同信息量的基于二进制的文件相处理的软件共享仍然困难重重，基本只能以企业或组织间的商业合作为主要实21.2本标准与国内外标准关系的说明SPM格式的技术标准化的趋势已经得到广泛认可，受到国内外各界的广泛并建立了相应的技术委员会和分委员会(TC201/SC3)；建立了相应的研究小组综合数据库（ComprehensiveDatabaseforSP32标准起草工作简况标准起草工作简况，包括任务来源、协作单位、主要工作过程、主要起草2.1任务来源本任务来源于广东省分析测试协会团体标准制修订计划项目《表面化学分为中山大学，包括中山大学物理学院和中山大学分析测试中心。协作单位包括2.2起草单位、起草人丁喜冬（中山大学物理学院）：负责数据存储格式的总体设计、初稿撰赵亮兵（广州中源仪器技术有限公司）：负责数据存储格式的程序测试和陈建（中山大学分析测试中心）：负责数据存储格龚力（中山大学分析测试中心）：负责标准的测试、比较分析和应用。谢伟广（暨南大学理工学院）：负责标准范例及仪器产品的测试和应用。刘金超（华南理工大学分析测试中心）：负责标准的测试、比较分析和应2.3主要工作过程4公司生产的扫描探针显微镜产品首次使用符合本标准的扫描探针显微镜数据存应用于广州中源仪器有限公司生产的扫描探针显微镜产品中，并对程序进行了论稿，在广州中源仪器有限公司、中山大学物理学院、中山大学分析测试中心仪器有限公司完成了产品范例的修改，改进后的标准范例和产品已在上述5家分析了SPM数据格式标准化的要求和思路，提出了一种基于HDF5（HDF，论文《探针显微镜中数据格式的分析及转换程序的设计》，电子显微学报,2011(03):215-221。本项目研53标准编制原则和确定标准主要内容的论据标准编制原则和确定标准主要内容的论据，标准修订项目还应当列出和原3.1标准的编制原则3.2确定标准主要内容的依据在表面分析测试领域，许多商用的扫描探针显微镜（SPM）在各种不同的实现，所有的数据及参数都记录在数字化的文件中。由于所用硬件平台不同，格式，虽然能够解决数据的传输、交换、共享等方面的问题，但存储效率不高储，更加适合用于数据的存储和分析处理，但存在兼容性、扩展性等方面的问格式标准的出发点主要是实现不同制造商的仪器得到的数据的传输、交换、共享和归档，保证数据的完整性；增进交流，对从不同仪器得到的数据进行一致的解释和处理，以降低数据分析的不确定性。但ISO28600并不是一套6存储空间较大，因此不适合于海量数据的存储；其数据结构不支持随机读写，本文件规定了在计算机上存储扫描探针显微镜（SPM）数据的一种标准格和关联信息进行紧凑地存储，适合于对海量数据的存储和共享。该格式的数据74方法验证及格式试验4.1基本情况大学物理学院、广州中源仪器技术有限公司、中山大学分析测试中心、暨南大台对本标准中扫描探针显微镜数据存储格式进行了多方面的试验、验证以及测4.1.1方法格式验证的内容所生产的扫描探针显微镜仪器产品中使用了符合本标准所定义的数据存储格式。序的设计和测试及在该公司仪器产品（扫描探针显微镜）中的功能实现、标准84.1.2方法格式验证的结果在广州中源仪器技术有限公司制造的扫描探针显微镜产品中实现和应用，目前已经在广州中源仪器技术有限公司、中山大学物理学院、中山大学分析测试中心、暨南大学理工学院、华南理工大学分析测试中心多个单位完成验证和应用。结果表明，使用本数据存储格式标准的扫描探针显微镜产品的数据存储效率较4.2验证情况-1：广州中源仪器技术有限公司4.2.1基本情况广州中源仪器技术有限公司主要完成本标准中格式中的各种数据类型总之，本标准格式在广州中源仪器技术有限公司的扫描探方法验证及格式试验时所用系统的软硬件开扫描探针显微镜的产品型号：中源仪器所有扫描探针显微镜产品94.2.2验证过程及结果标准文件规定的信息，用户选择保存时将系统采集到的数字图像信息和谱图数4.文件头部定义源文件usingSystem;usingSystem.Collections.Generic;usingSystem.Linq;usingSystem.Runtime.InteropServices;usingSystem.Text;usingSystem.Threading.Tasks;namespaceSPMController{publicstructSpmDataFileHeader{publicUInt16sfType;publicInt32sfSize;publicInt32sfDataType;publicInt32sfDataOffset;}publicstructSpmDataInfoHeader{publicInt32sfHeadSize;publicInt32sfWidth;publicInt32sfHeight;publicUInt16sfPlanes;publicUInt16sfBitCount;publicInt32sfCompression;publicInt32sfDataSize;publicInt32sfXScale;publicInt32sfYScale;publicInt32sfDataClrUsed;publicInt32sfDataImportant;}publicstructSpmTotalParametersHeader{publicUInt32saParametersIdentifier;//参数表的类型publicInt32saParametersSize;//参数表字节数publicInt32saParametersNumber;//参数表项数量publicUInt32saMaxDataValue;//位图数据的最大值publicInt32saBaseParametersOffset;//基本参数表的偏移量(从参数表头开始)publicInt32saExtendParametersOffset;//扩展参数表的偏移量(从参数表头开始)publicInt32saRelationParametersOffset;//关联参数表的偏移量(从参数表头开始)}publicstructSpmSubParametersHeader{publicUInt32saParametersIdentifier;//参数表的类型publicInt32saParametersSize;//参数表字节数publicInt32saParametersNumber;//参数表项数量}publicstructSpmSpectraHeader{publicUInt32saParametersIdentifier;//参数表的类型publicInt32saParametersSize;//参数表字节数publicInt32saSpectraNumber;//谱曲线显示信息表数据项数量publicInt32saOrdinatesNumber;//纵坐标（待测变量）表项数量publicpublicpublic数目public颜色数目saTimesNumber;saPositionsNumber;saDisplayColorUsed;saDisplayColorEach;//每个位置测量遍次数量//测量位置表项数量//谱曲线数据在显示时使用的颜色//每条谱曲线数据在显示时使用的publicInt32saPaletteIdentifier;//对应彩色表索引号publicInt32saPaletteNumber;//对应彩色表颜色数量}publicstructSpmDataRelationHeader{publicUInt32saParametersIdentifier;//参数表的类型publicInt32saParametersSize;//插件表字节数publicInt32saParametersNumber;//插件表数据的项数publicInt32saParametersOffset;//插件表数据的偏移量(从关联表头开始)[MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray,Sipublicbyte[]saDataIdentifier;//数据的唯一标识[MarshalAs(UnmanagedType.ByValArrapublicbyte[]saAuxiliaryIdentifier;//数据的辅助标识publicUInt16saSubdataCoordinates1;publicUInt16saSubdataCoordinates2;publicUInt16saSubdataCoordinates3;publicUInt16saSubdataCoordinates4;}}//<auto-generated>//Generatedbytheprotocolbuffercompiler.DONOTEDIT!//source:proto/SPMDataPto//</auto-generated>#pragmawarningdisable1591,0612,3021,8981#regionDesignergeneratedcodeusingpb=global::Google.Protobuf;usingpbc=global::Google.Protobuf.Collections;usingpbr=global::Google.Protobuf.Reflection;usingscg=global::System.Collections.Generic;namespaceSPMController.ProtoData{///<summary>Holderforreflectioninformationgeneratedfromproto/SPMDataPto</summary>publicstaticpartialclassSPMDataParametersReflection{#regionDescriptor///<summary>Filedescriptorforproto/SPMDataPto</summary>publicstaticpbr::FileDescriptorDescriptor{}privatestaticpbr::FileDescriptordescriptor;staticSPMDataParametersReflection(){byte[]descriptorData=global::System.Convert.FromBase64String(string.Concat("Ch1wcm90by9TUE1EYXRhUGFyYW1ldGVycy5wcm90bxIXU1BNQ29udHJvbGxl","ci5Qcm90b0RhdGEiJAoRU3BtQmFzZVBhcmFtZXRlcnMSDwoHc3BMYWJlbBgB","IAMoCSKHAQoWU3BtRXhwZXJpbWVudFBhcmFtZXRlchIPCgdzcExhYmVsGAEg","ASgJEg4KBnNwVW5pdBgCIAEoCRIPCgdzcFZhbHVlGAMgASgBEhUKDXNwQ2Fs","aWJyYXRpb24YBCABKAESFgoJc3BDb21tZW50GAUgASgJSACIAQFCDAoKX3Nw","Q29tbWVudCJYChdTcG1FeHBlcmltZW50UGFyYW1ldGVycxI9CgRkYXRhGAEg","AygLMi8uU1BNQ29udHJvbGxlci5Qcm90b0RhdGEuU3BtRXhwZXJpbWVudFBh","cmFtZXRl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