《表面化學(xué)分析 掃描探針顯微鏡數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)征求意見(jiàn)
【化工儀器網(wǎng) 標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布】隨著掃描探針顯微術(shù)(SPM)發(fā)展和應(yīng)用的日益廣泛。在數(shù)據(jù)格式方面，由于所用硬件平臺(tái)的不同等原因，各制造商所生產(chǎn)的SPM大都使用專(zhuān)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(chǔ)、分析處理和格式轉(zhuǎn)換帶來(lái)了不便。SPM數(shù)據(jù)格式的標(biāo)準(zhǔn)化是大勢(shì)所趨。
近日，由廣東省分析測(cè)試協(xié)會(huì)組織制訂的《表面化學(xué)分析 掃描探針顯微鏡數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)已完成征求意見(jiàn)稿，根據(jù)《廣東省分析測(cè)試協(xié)會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作程序》，現(xiàn)公開(kāi)征求意見(jiàn)，截止時(shí)間到2024年2月4日。
在表面分析測(cè)試領(lǐng)域，許多商用的掃描探針顯微鏡(SPM)在各種不同的環(huán)境下使用。SPM的控制、數(shù)據(jù)的采集和處理都可以由帶有存儲(chǔ)器的計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，所有的數(shù)據(jù)及參數(shù)都記錄在數(shù)字化的文件中。由于所用硬件平臺(tái)不同，各制造商所生產(chǎn)的SPM大都使用專(zhuān)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)的存儲(chǔ)、處理、傳輸、交換、共享等帶來(lái)了不便?；谖谋镜腟PM數(shù)據(jù)格式，雖然能夠解決數(shù)據(jù)的傳輸、交換、共享等方面的問(wèn)題，但存儲(chǔ)效率不高且不利于數(shù)據(jù)的快速處理。各制造商所使用的SPM數(shù)據(jù)格式通常采用二進(jìn)制存儲(chǔ)，更加適合用于數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和分析處理，但存在兼容性、擴(kuò)展性等方面的問(wèn)題，不便于數(shù)據(jù)的傳輸、交換和共享。因此，需要一種用于SPM數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和共享的標(biāo)準(zhǔn)格式，主要應(yīng)用于SPM中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、高效分析處理和數(shù)據(jù)共享等計(jì)算處理領(lǐng)域。
本文件規(guī)定了在計(jì)算機(jī)上存儲(chǔ)掃描探針顯微鏡(SPM)數(shù)據(jù)的一種標(biāo)準(zhǔn)格式。該格式以二進(jìn)制和文本相混合的形式進(jìn)行編碼，將SPM采集的數(shù)據(jù)、參數(shù)和關(guān)聯(lián)信息進(jìn)行緊湊地存儲(chǔ)，適合于對(duì)海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和共享。該格式的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)支持隨機(jī)讀寫(xiě)，適合于對(duì)SPM數(shù)據(jù)進(jìn)行高效的分析處理和讀寫(xiě)。
本格式是為SPM的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)而設(shè)計(jì)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(guān)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(diǎn)譜和多點(diǎn)譜的數(shù)據(jù)。
格式描述：
SPM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式采用與標(biāo)準(zhǔn)的Windows的BMP(Bitmap)文件格式相類(lèi)似的文件結(jié)構(gòu)。為方便用戶理解格式與編寫(xiě)數(shù)據(jù)處理程序，本格式采用與Windows的BMP文件格式相類(lèi)似的描述方法。
SPM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式的總體結(jié)構(gòu)包括三個(gè)部分，分別是：數(shù)據(jù)頭、數(shù)據(jù)陣列、參數(shù)表。
SPM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式中的前兩個(gè)部分相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)的Windows的BMP文件格式部分，采用二進(jìn)制存儲(chǔ)。其中，SPM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式中的數(shù)據(jù)頭(第一部分)類(lèi)似于Windows的BMP文件格式中的文件頭，數(shù)據(jù)陣列(第二部分)則類(lèi)似于Windows的BMP文件格式中的位圖的字節(jié)陣列。
SPM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式中的參數(shù)表(第三部分)是添加在Windows的BMP文件尾部的參數(shù)描述部分。參數(shù)表包括SPM數(shù)據(jù)獲取、存儲(chǔ)、顯示和分析處理的參數(shù)，用于對(duì)SPM的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)化的描述，主要采用二進(jìn)制存儲(chǔ)。
SPM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式建議保存為*.spm文件，即以.spm為文件擴(kuò)展名。
SPM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式=數(shù)據(jù)頭+數(shù)據(jù)陣列+參數(shù)表
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(chǔ)，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(chǔ)的，這就是說(shuō)，陣列中的第一個(gè)字節(jié)表示位圖左上角的象素，而最后一個(gè)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(chǔ)的)。同時(shí)，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(duì)齊的。
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