【儀表網(wǎng) 行業(yè)標準】由廣東省分析測試協(xié)會組織制訂的《表面化學分析 掃描探針顯微鏡數(shù)據(jù)存儲格式》團體標準已完成征求意見稿，根據(jù)《廣東省分析測試協(xié)會團體標準制修訂工作程序》，現(xiàn)公開征求意見，歡迎各有關單位及專家提出修改意見。
 

　　隨著掃描探針顯微術(SPM)發(fā)展和應用的日益廣泛。在數(shù)據(jù)格式方面，由于所用硬件平臺的不同等原因，各制造商所生產的 SPM 大都使用專用的數(shù)據(jù)格式。這些數(shù)據(jù)格式大多互不兼容，給數(shù)據(jù)后續(xù)的傳輸、交換、共享、以及數(shù)據(jù)存儲、分析處理和格式轉換帶來了不便。SPM 數(shù)據(jù)格式的標準化是大勢所趨。
 

　　2011年，ISO 發(fā)布了標準 ISO 28600(該標準已于 2018 年轉化為國家標準GB/T 36052-2018)。這是一個基于文本的、SPM 數(shù)據(jù)傳送的格式標準。但 ISO 28600 并不是一套適合用于對 SPM 數(shù)據(jù)進行高效存儲和處理的理想方案，這是因為該標準中所有數(shù)據(jù)都基于 ASCII 文本，與同信息量的基于二進制的文件相比，占用的存儲空間相對較大，因此不太適合于 SPM 海量數(shù)據(jù)的存儲；其數(shù)據(jù)結構不支持隨機讀寫，數(shù)據(jù)分析處理時效率不高。
 

　　對于 SPM 數(shù)據(jù)的存儲和分析處理，目前國內外還沒開放的、高效的數(shù)據(jù)存儲格式的方案或標準。國內外的各 SPM 制造商所生產的 SPM 儀器都使用專用和非開放的數(shù)據(jù)格式進行存儲，這些 SPM 數(shù)據(jù)的格式互不兼容，大都各自開發(fā)了 SPM 數(shù)據(jù)處理和格式轉化的專用軟件。這導致 SPM 數(shù)據(jù)的格式轉換和分析處理的軟件共享仍然困難重重，基本只能以企業(yè)或組織間的商業(yè)合作為主要實現(xiàn)方式。近年來國際上出現(xiàn)了一些優(yōu)秀的、具有開放性的 SPM 數(shù)據(jù)分析處理的軟件平臺，如著名的國際開源項目 GXSM(Gnome X Scanning Microscopy)，目前已能實現(xiàn)對國際上 20 多種 SPM 專用數(shù)據(jù)格式的識別和分析處理。但是，由于我國在 SPM 儀器制造領域目前還沒有具備國際競爭力的儀器制造企業(yè)和國際高端的 SPM 儀器產品，在這一領域的國際合作和市場競爭中，我國仍處在非常不利的地位。
 

　　本文件規(guī)定了在計算機上存儲掃描探針顯微鏡(SPM)數(shù)據(jù)的一種標準格式。該格式以二進制和文本相混合的形式進行編碼，將SPM采集的數(shù)據(jù)、參數(shù)和關聯(lián)信息進行緊湊地存儲，適合于對海量數(shù)據(jù)的存儲和共享。該格式的數(shù)據(jù)結構支持隨機讀寫，適合于對SPM數(shù)據(jù)進行高效的分析處理和讀寫。
 

　　本格式是為SPM的數(shù)據(jù)存儲而設計的，包括掃描隧道顯微鏡(STM)、原子力顯微鏡(AFM)、靜電力顯微鏡(EFM)、磁力顯微鏡(EFM)等，以及其它采用尖銳針尖在樣品表面掃描的相關SPM表面分析方法。本格式涵蓋了SPM的單通道成像、多通道成像、單點譜和多點譜的數(shù)據(jù)。
 

　　格式概述：
 

　　這里先對該格式進行概述，以便在上下文中理解第5章中給出的格式描述。
 

　　SPM 數(shù)據(jù)存儲格式的基本構想是該格式用普通計算機可讀、可寫、可共享；為了緊湊存儲數(shù)據(jù)、減小存儲空間、利于海量存儲，該格式中的數(shù)據(jù)主要采用基于二進制的存儲方式；為了實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的高效分析處理，該格式的數(shù)據(jù)結構應支持數(shù)據(jù)的隨機讀寫。
 

　　為了有足夠的靈活性以適應未來SPM衍生儀器的擴展、有足夠的通用性以適用各種被測物理量，本格式中的數(shù)據(jù)參數(shù)部分兼容現(xiàn)有的表面化學分析的國際標準ISO/DIS 28600:2011 Surface chemical analysis - Data transfer format for scanning probe microscopy，或國家標準GB/T 36052-2018 表面化學分析 - 掃描探針顯微鏡數(shù)據(jù)傳送格式。
 

　　數(shù)據(jù)陣列：
 

　　緊跟在數(shù)據(jù)頭之后的是位圖數(shù)據(jù)的字節(jié)陣列。圖象的每一掃描行由表示圖象象素的連續(xù)的字節(jié)組成，同一通道的數(shù)據(jù)連續(xù)存儲，每一行的字節(jié)數(shù)取決于位圖數(shù)據(jù)的顏色數(shù)目和用象素表示的圖象寬度。掃描行是由頂向下存儲的，這就是說，陣列中的第一個字節(jié)表示位圖左上角的象素，而最后一個字節(jié)表示位圖右下角的象素(即采用正向DIB，掃描行是由頂向下存儲的)。同時，每一掃描行的字節(jié)數(shù)必需是4的整倍數(shù)，也就是DWORD對齊的。
 

　　圖像顯示信息表：
 

　　圖像顯示信息表用來記錄當前圖像顯示所需的信息，以便根據(jù)這些信息還原當前圖像的顯示效果。圖像顯示信息表包括一個圖像顯示信息表表頭、若干個圖像顯示信息表數(shù)據(jù)。如果當前圖像文件包含了多個成像通道的多幅圖像，則每一幅圖像均需要一套圖像顯示信息的數(shù)據(jù)。
 

　　譜測量顯示信息表：
 

　　譜測量顯示信息表用來記錄當前譜曲線的測量及顯示的相關信息，以便根據(jù)這些信息還原當前普曲線的顯示效果。譜測量顯示信息表包括一個譜測量顯示信息表表頭、若干個譜測量顯示信息表數(shù)據(jù)。如果當前譜文件包含了多個待測變量、多遍及多個測量位置的多條譜曲線，則每一條譜曲線均需要一套譜測量顯示的信息數(shù)據(jù)。
 

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