资源简介
ICS 75.200 CCS E 98
中国 腐蚀 与防 护学 会团 体标 准
T/CSCP 0071.4-2026
高分子材料和涂层野外老化联网观测和区域性
老化等级地图绘制
Networked observation and regional ageing grade mapping for field ageing of polymer materials and coatings
2026-06-12 发布 2026-07-12 实施
中国腐蚀与防护学会发布
T/CSCP 0071.4-2026
前言
本文件按照 GB/T 1.1-2020《标准化工作导则第 1 部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
本文件是 T/CSCP 0071《高分子材料和涂层野外老化》的第 4 部分。T/CSCP 0071 已经发布了以下部分:
----总则;
----试验技术方法;
----图像识别观测技术规范;
----联网观测和区域性老化等级地图绘制;
----质量控制与数据汇交规范。
本文件仅规定多站点联网观测与区域性老化等级地图绘制的特有要求,不重复规定上述文件已规定的内容。
本文件由中国腐蚀与防护学会提出并归口。
本文件起草单位:国网电力工程研究院有限公司、北京科技大学、新疆吐鲁番自然环境试验研究中心、国网四川省电力公司电力科学研究院、中国工程物理研究院、广州天韵达新材料技术有限公司。
本文件主要起草人:黄路遥、顾建、陈新、郝文魁、王锦山、孙绍恒、黄耀、杜翠薇、李晓刚、程学群、王昕煜、张帆、李众、杨小佳、王伦滔、杨吉可、杨国威、李清、郭春云、张天峰、尤里武、王志高、陈俊杰、兰新生、丛森、文晓琨、周琪杰、孙雷、杨体绍。
本文件为首次发布。
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高分子材料和涂层野外老化
联网观测和区域性老化等级地图绘制
1 范围
本文件规定了高分子材料和涂层野外老化的联网观测和区域性老化等级地图绘制要求,包括:
联网观测的原则、系统组成、观测要素与传感器、观测站点布设与选点、设备安装、数据采集与传输、联网数据汇聚与共享、网络运行维护;区域老化表征指标与等级划分、制图流程、数据准备与预处理、空间插值、机器学习增强、精度评价、等级地图生成与表达、成果输出与更新。
本文件适用于塑料、橡胶、纤维增强复合材料、胶粘剂、密封材料、各类有机防护涂层、功能涂层以及涂层/基材复合体系在自然大气、海洋、工业、湿热、寒冷、强紫外、沙尘和污染沉降等区域环境下的多站点联网观测与区域性老化等级地图绘制。
本文件不重复规定单站观测试验与数据管理的具体内容:试样制备、暴露布设、环境连续监测、定期取样、性能测试和缺陷评级按《高分子材料和涂层野外老化试验技术方法》执行, 图像采集与智能识别按《高分子材料和涂层野外老化图像识别观测技术规范》执行,设备与样品和过程质量控制、数据审核、数据库入库、数据汇交、分级共享和档案管理按《高分子材料和涂层野外老化质量控制与数据汇交规范》执行;本文件仅规定多站点跨站统一与区域制图特有要求。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。凡是注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 9276 涂层自然气候曝露试验方法
GB/T 12409-2009 地理格网
GB/T 13923-2022 基础地理信息要素分类与代码
GB/T 14911-2008 测绘基本术语
3 术语和定义
GB/T 14911-2008 界定的以及《高分子材料和涂层野外老化观测总则》《高分子材料和涂层野外老化试验技术方法》《高分子材料和涂层野外老化质量控制与数据汇交规范》界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1 联网观测 network observation
由多个观测站点按统一观测要素、统一编码和统一质量标记协同开展,并将观测数据实时或定期汇聚至区域数据中心、实现跨站可比的高分子材料和涂层野外老化观测方式。
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3.2 观测站网 observation station network
为同一区域老化观测目的而组网运行的观测站点及其数据汇聚、传输和管理设施的集合。
3.3 区域数据中心 regional data centre
汇聚、存储和管理各联网观测站点观测数据与元数据,并支持跨站对齐、共享和向区域制图输出的平台。
3.4 站网密度 station network density
单位区域面积内观测站点的数量。
3.5 断点续传 breakpoint-resume transmission
通信中断期间在站点本地存储观测数据、通信恢复后将中断时段数据补传至区域数据中心的传输方式。
3.6 区域老化表征量 regional ageing characterization quantity
用于在区域空间上表征高分子材料或涂层老化轻重程度的量,可取老化速率、性能保持率、变化率或综合老化指数等。
3.7 老化速率 ageing rate
单位时间内区域老化表征量的变化量。
3.8 综合老化指数 comprehensive ageing index
由外观形貌、颜色光泽、力学性能、界面附着、化学结构、微观形貌、质量尺寸变化等分项老化表征量经归一化与加权融合得到的、用于区域比较的无量纲指数。
3.9 区域老化等级 regional ageing grade
依据区域老化表征量的阈值区间,对区域内材料或涂层野外老化严重程度划分的等级。
3.10 区域化老化变量 regionalized ageing variable
在区域空间上连续分布、其取值随地理位置变化并具有空间自相关性的老化表征量。
3.11 变异函数(半变异函数) variogram
以滞后距为自变量、定量描述区域化老化变量空间变异程度与空间自相关性的函数。
3.12 滞后距 lag distance
计算变异函数时一对样本点之间的空间距离。
3.13 空间插值 spatial interpolation
根据有限观测点数据估计区域内未观测位置属性值的空间估计方法,包括确定性插值和地统计插值。
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3.14 克里金法 Kriging
以区域化变量理论为基础、利用变异函数确定权重并按无偏估计和最优估计原则求未观测点估值的地统计插值方法。
3.15 区域性老化等级地图 regional ageing-grade map
按统一坐标系、投影、网格分辨率和分级图例表达区域老化等级及其空间分布的专题地图。
4 总体要求
4.1 一般原则
本文件涵盖高分子材料和涂层野外老化的两大任务:多站点联网观测与区域性老化等级地图绘制。联网观测为区域制图提供跨站可比的空间分布输入数据,区域性老化等级地图是联网观测的区域综合成果,二者构成逻辑闭环。
联网观测与区域制图应遵循统一性、可比性、可追溯性、长期性、针对性、代表性和安全性原则,并应突出跨站一致性与空间代表性。
单站观测与区域制图的分工应符合下列规定:
a) 试样制备、暴露布设、环境连续监测、定期取样、性能测试与缺陷评级,应按《高分子材料和涂层野外老化试验技术方法》执行;
b) 图像采集与智能识别,应按《高分子材料和涂层野外老化图像识别观测技术规范》执行;
c) 设备与样品和过程质量控制、数据审核、数据库入库、数据汇交与分级共享,应按《高分子材料和涂层野外老化质量控制与数据汇交规范》执行。
本文件不重复上述各文件的规定,仅规定多站点跨站统一与区域制图特有的要求。
区域制图所用数据应来自经《高分子材料和涂层野外老化质量控制与数据汇交规范》质量控制合格、已汇交入库的联网观测数据;本文件不另设单站质量控制规则。
本文件应与《高分子材料和涂层野外老化观测总则》《高分子材料和涂层野外老化试验技术方法》《高分子材料和涂层野外老化图像识别观测技术规范》《高分子材料和涂层野外老化质量控制与数据汇交规范》配套使用,各文件各司其职、互不重复。
4.2 统一性约定
本文件在本条一次性约定下列跨站统一基准,后续章节仅引用、不再重复约定:
a) 统一编号体系,跨站应采用统一的站点编号、样品编号和试片编号;
b) 统一时间基准;
c) 统一计量单位;
d) 统一质量标记规则;
e) 统一元数据格式。
联网观测采集与区域制图均应采用 2000 国家大地坐标系(CGCS2000)。坐标系与投影应在联网采集环节即统一,区域制图配准应沿用,后续章节不再重复约定。
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各站系统配置、传感器安装等差异应在元数据中记录。
5 联网观测原则
5.1 适用情形
当需在区域尺度上比较不同站点高分子材料和涂层野外老化程度、开展跨站老化差异分析或区域寿命预测、或绘制区域性老化等级地图时,宜开展联网观测。
对区域气候、辐射、湿润、盐分或污染环境差异显著的高分子材料和涂层体系,宜优先纳入联网观测。
5.2 组网协同与可比性原则
联网各站应采用统一的样品体系、统一的暴露方式约定、统一的观测要素与统一的采样周期。跨站对比观测与长期基础观测宜优先采用 45°朝南暴露,暴露试验按《高分子材料和涂层野外老化试验技术方法》执行。
联网各站应跨站采用统一编号体系、统一时间基准、统一计量单位、统一质量标记规则与统一元数据格式,统一基准的约定见 4.2。
联网观测应实行区域数据中心制,各站观测数据应汇聚至区域数据中心,并按《高分子材料和涂层野外老化质量控制与数据汇交规范》进行数据库入库与数据汇交。
5.3 空间代表性与长期性原则
观测站网应覆盖目标区域主要老化环境类型的梯度,包括下列方面:
a) 近海—内陆梯度;
b) 不同污染源影响区梯度;
c) 强紫外—弱紫外梯度。
站网的空间分布应保证区域制图的空间插值与建模有效,站点不宜过度聚集,也不宜形成区域空白。
联网站点宜纳入长期观测试验,保证观测时间序列连续,断点可追溯。
站点选择应优先满足安全与合规要求,不应影响所依托场站(如电厂、变电站、近海设施等)的安全运行。
6 联网观测系统组成
联网观测系统由部署于各观测站点的现场观测单元、远程传输单元与区域数据中心及联网管理平台组成。各站现场观测单元应按统一配置建设,以保证跨站可比。
联网观测系统应由下列单元组成:
a) 样品暴露与承载单元,包括曝晒架与样品固定夹具,其规格应按《高分子材料和涂层野外老化试验技术方法》执行;
b) 环境与表面状态传感感知单元,用于在线连续监测气象、辐射、润湿、污染、盐分及试片表面状态等观测要素,传感器配置见第 7 章;
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c) 图像采集单元,用于试样表面图像采集,成像与图像识别应按《高分子材料和涂层野外老化图像识别观测技术规范》执行;
d) 数据采集与本地存储单元,用于现场数据采集、统计与本地缓存;
e) 供电与防护单元,可采用市电、太阳能或蓄电供电,应具备断电保护;
f) 远程通信与传输单元,可采用有线、无线或卫星方式,应支持断点续传;
g) 时钟与同步单元,提供统一的时间基准源,实现各站时标同步;
h) 区域数据中心与联网管理平台,用于汇聚、存储和管理各站观测数据与元数据,并支持跨站对齐、共享和向区域制图输出。
各联网站点的系统配置应保持一致性。各站系统配置、传感器安装等差异应在元数据中记录。
现场单元的规格、防护等级与接口要求应按《高分子材料和涂层野外老化试验技术方法》和《高分子材料和涂层野外老化质量控制与数据汇交规范》执行, 本文件不重复规定设备配置细节;野外现场单元的防护等级宜不低于 IP65。
7 观测要素与传感器
本章规定联网观测的跨站统一维度。观测要素及其测量方法按《高分子材料和涂层野外老化试验技术方法》执行,本文件不重列指标表。
7.1 观测要素
联网各站的观测要素应按《高分子材料和涂层野外老化试验技术方法》规定的在线连续监测技术参数执行,涵盖气象、辐射、润湿、表面状态、污染和盐分等要素以及图像采集,本文件不重列指标表。
联网观测的核心要素集合应至少包括下列要素,并与《高分子材料和涂层野外老化观测总则》《高分子材料和涂层野外老化试验技术方法》保持一致:
a) 空气温度;
b) 相对湿度;
c) 降雨量;
d) 风速;
e) 风向;
f) 太阳总辐射辐照度及其累计量;
g) UVA、UVB;
h) 湿润时间;
i) 试片表面温度;
j) 二氧化硫浓度;
k) 臭氧浓度;
各联网站点涂层试样的自然气候曝露方法应一致,并应按 GB/T 9276 执行;本文件仅就跨站
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曝露方法的统一性引用 GB/T 9276,曝露的具体方法仍按《高分子材料和涂层野外老化试验技术方法》执行。
7.2 跨站统一要求
所有联网站点应观测统一的核心要素集合。同一要素在各站应采用一致的量纲、采样间隔、统计类型、时间分辨率(如逐小时)、传感器准确度等级、防护等级(IP 等级)以及安装高度与朝向,以确保跨站可比。
各站同类传感器应采用一致的标定方法与标定周期,并应开展跨站统一标定;标定状态应随元数据上报。
各观测要素的计量单位应统一采用规范上标写法,其中:
a) 太阳总辐射辐照度为 W·m_2,累计量为 MJ·m_2;
b) 二氧化硫、臭氧等气态污染物浓度为 mg·m_3;
c) 氯离子沉降量为 mg/(l00 cm2·d);
d) 湿润时间用小写 h。
各站系统配置、传感器安装等差异应在元数据中记录,统一基准约定见 4.2。
7.3 传感器分类
各联网站点应按要素类别配置下列各类传感器,各类传感器的内部规格按《高分子材料和涂层野外老化试验技术方法》的要素配置执行,本文件不重复其规格:
a) 气象传感器,用于观测空气温度、相对湿度、降雨量、风速和风向;
b) 辐射传感器,用于观测太阳总辐射、UVA 和UVB;
c) 润湿与表面状态传感器,用于观测湿润时间和试片表面温度;
d) 污染与盐分沉降传感器,用于观测二氧化硫、臭氧和氯离子沉降量;
e) 图像采集设备,按《高分子材料和涂层野外老化图像识别观测技术规范》配置。
各类传感器在各站的准确度等级与防护等级应统一;确有差异时,差异应记入元数据。
8 观测站点布设与选点
观测站点的布设与选点是联网观测空间代表性的核心环节。本文件按地理位置、环境条件、关键节点、合规性与安全性、站网密度与空间布局五个维度规定选点要求,并明确站网密度与空间布局应满足区域性老化等级地图绘制中空间插值与精度评价对样本数量和空间分布的要求。建站场地的一般原则按《高分子材料和涂层野外老化观测总则》执行,本文件不重复建站细节,仅规定联网观测的跨站统一与空间代表性要求。
8.1 地理位置代表性
观测站点的经纬度、海拔、所属气候带与老化环境类型应能代表目标区域的总体环境特征。站点经纬度应按 2000 国家大地坐标系(CGCS2000)记录,海拔、所属气候带与老化环境类型应一并登记。
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站网在地理空间上的分布应能支撑第 16 章空间插值与建模,避免站点过度聚集或在区域内形成观测空白。站点的空间布局应使区域内未观测位置的表征量可被有效估计。
8.2 环境条件代表性
选点应综合考虑下列影响高分子材料和涂层野外老化的环境驱动因素,并在其影响显著的区域加密布站:
a) 近海台风、强风暴雨及盐雾影响带;
b) 站点相对污染源或海岸的主导风向位置,包括上风向位置和下风向位置;
c) 地形起伏、海拔高度差与坡向对辐射、湿润和污染沉降的影响;
d) 电厂、变电站、化工区等厂站及污染源的距离与排放影响。
站网应覆盖区域内辐射、湿润、盐分、污染等主要老化驱动因素的强—弱梯度,使各等级的老化环境在站网中均有代表性站点。
8.3 关键节点代表性
应在区域内对材料老化敏感或具工程价值的关键位置布站,包括下列位置:
a) 海陆过渡带等环境急变区;
b) 污染高值区;
c) 长期监测基准点;
d) 城市群与清洁背景对照点;
e) 老化速率突变带。
8.4 合规性与安全性
站点选择应符合用地、电力、通信、防雷接地等法规要求,不应妨碍所依托场站的正常运行。站点应具备长期可达性与可维护性。场地建设的一般原则按《高分子材料和涂层野外老化观测总则》执行,本文件不重复建站细节。
8.5 站网密度与空间布局
站网密度应按下列原则确定:
a) 按环境梯度变化的剧烈程度加密布站,环境梯度变化剧烈的区域应提高站网密度;
b) 按区域面积与目标空间分辨率确定站点间距与最少站点数。
空间布局宜兼顾均匀覆盖与梯度方向加密,在保证区域整体覆盖的同时,于主要老化驱动因素的梯度方向上适当加密。
站网布局应满足第 16 章空间插值与第 18 章精度评价对样本数量和空间分布的最低要求。站网密度、站点间距或最少站点数不足时,应增设站点或调整布局。
9 设备安装
各联网观测站点设备的安装前功能检验、安装中技术规范和安装后验收应按《高分子材料和
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涂层野外老化质量控制与数据汇交规范》规定的设备质量控制要求执行,本文件不重复其规定,仅规定联网观测特有的跨站一致性与安装信息留痕要求。
曝晒架与样品的安装应按《高分子材料和涂层野外老化试验技术方法》执行,本文件不重复其安装参数。各联网站点传感器与采集传输设备的安装应保持跨站一致,下列安装参数在各联网站点应统一:
a) 同类传感器的安装高度;
b) 传感器和样品的暴露朝向;
c) 样品的暴露方式,跨站对比与长期基础观测宜统一为 45°朝南暴露,并按《高分子材料和涂层野外老化试验技术方法》执行;
d) 野外设备的防护等级,不宜低于 IP65;
e) 设备的安装结构、固定方式与接地防雷措施。
因场地条件限制无法满足上述统一要求时,各站安装参数的差异应在元数据中记录并说明差异原因,以保证跨站可比性可评估。
设备安装完成后,下列安装信息应即时录入元数据,并随观测数据同步上报:
a) 站点编号、设备编号、传感器类型与型号;
b) 安装坐标,按 2000 国家大地坐标系(CGCS2000)标定;
c) 安装高度、暴露朝向与暴露方式;
d) 安装日期与配置版本号;
e) 安装责任单位与操作人。
安装信息发生变更时,应更新配置版本号并保留历史记录,保证观测时间序列可追溯、可解释。
10 数据采集与传输
10.1 在线连续采集与时钟同步
各联网观测站点应采用在线连续监测方式采集观测数据,按统一的采样间隔定时采样,并在站点本地缓存原始观测数据。
所有站点应采用统一的时间基准,宜采用网络时间协议(NTP)或卫星授时实现时钟同步;各站时标应统一,并记录所用时区。
各站采样间隔、统计类型与时间分辨率应保持一致,保证跨站观测数据的时间可比性。
10.2 远程传输与断点续传
各站点应将本地缓存的观测数据按规定的上报周期远程传输至区域数据中心,传输方式可采用下列一种或多种:
a) 有线传输;
b) 无线传输;
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c) 卫星传输。
通信中断期间,站点应在本地存储观测数据,不应丢失数据;通信恢复后应将中断时段数据补传至区域数据中心,并记录通信中断与补传的时段。
野外设备的防护等级不宜低于 IP65,并应具备防雷措施和供电冗余,保证连续采集与传输不中断。
10.3 统一编码与质量标记
采集数据应按统一规则编码,每条观测记录应携带下列信息:
a) 站点编号;
b) 样品编号、试片编号;
c) 设备编号;
d) 采集时间(带时区);
e) 统计类型;
f) 数值;
g) 单位;
h) 设备状态。
采集数据应按统一规则附加质量标记,质量标记的定义和分级按《高分子材料和涂层野外老化质量控制与数据汇交规范》执行,本文件引用其规定,不重列。
断电、通信中断、传感器漂移以及维护校准时段产生的数据应单独标记;缺测数据与异常数据的处理方法按《高分子材料和涂层野外老化质量控制与数据汇交规范》执行。
10.4 元数据同步上报
采集数据上报时,应同步上报站点、设备、配置版本、传感器标定状态等元数据,使观测数据与其元数据保持对应。元数据的定义按《高分子材料和涂层野外老化质量控制与数据汇交规范》执行,本文件不重复定义。
11 联网数据汇聚与共享
本章规定多站观测数据汇聚至区域数据中心的跨站一致性校验与衔接接口要求。数据库入库字段、数据汇交流程和分级共享规则按《高分子材料和涂层野外老化质量控制与数据汇交规范》执行,本文件不重复其规定。
11.1 数据汇聚与时空对齐
各联网观测站点的观测数据与元数据应实时或定期汇聚至区域数据中心及联网管理平台。
汇聚数据应统一时空对齐,对齐基准按本文件 4.2 约定执行,包括:
a) 空间对齐:各站点坐标统一采用 2000 国家大地坐标系(CGCS2000);
b) 时间对齐:各站观测时标统一至同一时间基准,并按统一时区表达。
汇聚后的数据应保持站点编号、样品编号和试片编号的唯一性与可追溯性,编号体系按本文
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件 4.2 约定执行。
11.2 跨站可比性校验
数据汇聚前,区域数据中心应对各站观测数据进行跨站一致性校验,确保跨站可比。本章相对《高分子材料和涂层野外老化质量控制与数据汇交规范》的增量内容为多站数据汇聚的跨站一致性校验。
跨站一致性校验应至少核验下列项:
a) 计量单位一致性:同一观测要素在各站采用一致的量纲与单位;
b) 采样频率一致性:同一要素在各站的采样间隔与时间分辨率一致;
c) 统计方法一致性:同一要素的统计类型(如瞬时值、累计值、均值)在各站一致;
d) 坐标系一致性:各站点坐标均已配准至 2000 国家大地坐标系(CGCS2000)。
经校验不满足上述一致性的数据应标记为不可比数据,并在元数据中说明不可比原因;不可比数据不应直接用于区域制图。
11.3 与数据汇交衔接
汇聚后的数据应按《高分子材料和涂层野外老化质量控制与数据汇交规范》进行数据库入库、数据汇交与分级共享。本章仅规定联网汇聚到数据汇交的衔接接口,不重复其入库字段定义与汇交流程。
衔接接口应至少保证下列内容的一致传递:
a) 编号映射:站点编号、样品编号和试片编号与《高分子材料和涂层野外老化质量控制与数据汇交规范》入库字段一一映射;
b) 元数据传递:站点、设备、配置版本和标定状态等元数据随观测数据同步传递;
c) 质量标记继承:汇聚过程中观测数据的质量标记应予以继承,不应丢失或改写。
11.4 向区域制图输出
汇聚结果应作为第 13 章至第 19 章区域老化等级地图绘制的标准输入数据集。
向区域制图输出的数据应至少包含下列内容:
a) 站点坐标,按 2000 国家大地坐标系(CGCS2000)记录;
b) 区域老化表征量及其量纲、单位与统计方法;
c) 与表征量配套的环境要素;
d) 有效样本数;
e) 质量标记;
f) 元数据。
11.5 分级共享
联网观测数据及其汇聚成果应按《高分子材料和涂层野外老化质量控制与数据汇交规范》规定的分级共享规则执行。
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12 网络运行维护
12.1 巡检与校准比对
观测站网应建立定期巡检制度,对各联网观测站点的设备、样品、供电和通信状态进行巡检并记录。巡检应定期开展,并在设备异常报警、故障恢复或重大天气过程后增加临时巡检。
巡检内容应至少包括下列各项:
a) 样品暴露与承载单元的曝晒架稳固性、样品固定状态和试片完好性;
b) 环境与表面状态传感感知单元、图像采集单元的工作状态与读数合理性;
c) 数据采集与本地存储单元的运行状态、本地缓存余量和数据完整性;
d) 供电与防护单元的供电状态、蓄电余量和防护密封状况;
e) 远程通信与传输单元的通信链路、上报时效和断点续传记录。
各站传感器应按统一的标定方法与标定周期定期校准,标定状态应随元数据上报,校准方法与周期的统一约定见 7.2。
为保证跨站量值一致,观测站网应定期开展跨站校准比对,宜采用统一的标准源、标准物质或比对样在各站之间进行量值传递与比对,识别并修正站间系统偏差。校准比对的时间、所用标准源或比对样、比对结果和偏差修正情况应记录,并随元数据上报。
12.2 备份与故障处置
观测数据应实行站点本地与区域数据中心双备份,保证数据的完整性、连续性和可追溯性。本地备份应在通信中断期间保存观测数据,并在通信恢复后按断点续传补传;区域数据中心应对汇聚数据定期备份,并校验备份完整性。
观测站网应建立故障处置流程,对故障发现、上报、处置和恢复的全过程予以记录。记录应至少包括下列各项:
a) 故障发生与发现的时间、涉及站点编号和设备编号;
b) 故障现象、影响要素和受影响的数据时段;
c) 处置措施、责任人和恢复时间;
d) 故障对观测数据的影响判定结论。
故障影响时段的观测数据应加施质量标记。缺测、异常与维护校准时段的数据处理应按《高分子材料和涂层野外老化质量控制与数据汇交规范》执行,本文件不重复其规定。
12.3 配置与版本管理
各站系统配置、传感器更换、安装参数和质量标记规则等发生变更时,应留痕并形成配置版本,记录变更内容、变更时间和配置版本号,保证观测时间序列在配置变更前后可解释、可追溯。配置版本信息应随元数据同步上报。
观测站网宜每年开展一次站网核查,核查内容应至少包括下列各项:
a) 各站配置版本与实际运行配置的一致性;
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b) 跨站编号体系、时间基准、计量单位、质量标记规则和元数据格式的统一性;
c) 站网密度与空间布局对区域制图空间插值和精度评价要求的满足情况,见 8.5、第 16 章
和第 18 章。
13 区域老化表征指标与等级划分
区域老化等级划分应以区域老化表征量及其阈值区间为依据,由轻到重表征区域内材料或涂层野外老化的严重程度。本章规定表征量选取、等级划分与等级判定的原则与方法,给出区域老化等级体系框架;各等级对应的量化阈值数值为示例性内容,见附录 B(资料性)。
13.1 区域老化表征量
区域老化表征量应自下列指标中选取,并明确其方法:
a) 老化速率,即单位时间内区域老化表征量的变化量;
b) 性能保持率,其定义与计算方法见《高分子材料和涂层野外老化试验技术方法》中性能保持率的定义,本文件不重复定义;
c) 变化率,其定义与计算方法与系列既有术语一致,本文件不重复定义;
d) 综合老化指数或老化程度当量,其中综合老化指数为本文件新增表征量,定义见第 3 章,分项归一化、加权融合的计算方法见附录 C(资料性),老化程度引《高分子材料和涂层野外老化观测总则》。
性能保持率、变化率应直接采用系列既有术语的定义与计算方法,不在本文件重复定义。综合老化指数应按附录 C(资料性)给出的分项归一化与加权融合方法计算,为无量纲量。
同一张区域性老化等级地图应采用单一表征量、单一时间断面和单一材料或涂层体系;采用多个指标时,应分图表达,不应在同一张图上混绘。
区域老化表征量应附量纲、单位、统计方法和有效样本数。站点代表值按均值、中位数或分位数取值时,应注明所采用的统计量。
13.2 等级划分原则
区域老化等级应以区域老化表征量的阈值区间为依据划分。等级数宜为 5 级或 6 级,由轻到重表征野外老化程度。
分级阈值应基于历史观测数据分布、室内对照试验结果与工程经验确定,并应与《高分子材料和涂层野外老化试验技术方法》的缺陷评级和老化程度判定方法、《高分子材料和涂层野外老化图像识别观测技术规范》的图像识别结果相协调。
不同材料或涂层体系的分级阈值可不同,应按体系分别给出,或给出统一的归一化方法以实现跨体系比较。
区域老化等级、等级代号与推荐展示色阶应一一对应,并在全系列保持一致;各等级对应的量化阈值数值见附录 B(资料性)。
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13.3 等级判定与一致性
当同一区域采用多个指标判定的老化等级不一致时,应以综合老化指数判定结果为准,或取就高原则确定最终等级,并记录判定依据。
区域老化等级判定结果应带质量标记,质量标记的定义见《高分子材料和涂层野外老化质量控制与数据汇交规范》中质量标记的定义,本文件不重复定义。
区域老化等级体系框架见表 1。本表为方法性框架,各等级的量化阈值区间见附录 B(资料性)。
表 1 区域老化等级体系框架
老化等级
老化程度定性描述
主导表征量
阈值区间出处
A1
轻微(对应老化程度 0级~1级)
综合老化指数,或年老
化速率、性能保持率,
择一或组合
各等级量化阈值区间见
附录 B(资料性)
A2
轻度(对应老化程度 1级~2级)
A3
中度(对应老化程度 2级~3级)
A4
重度(对应老化程度 3级~4级)
A5
严重(对应老化程度 4级~5级)
14 制图流程
区域性老化等级地图绘制应按下列顺序单向执行:
a) 数据准备;
b) 数据预处理;
c) 空间建模,包括空间插值与机器学习增强;
d) 精度评价;
e) 分级渲染;
f) 成果输出与更新。
各阶段应留存中间结果与处理日志,记录所用方法、参数与软件版本,保证制图全过程可复现。
制图全过程应单向流动,下游产物应能由原始汇交观测数据与处理代码重新生成。不应回写或就地修改经数据汇交入库的原始观测数据。
各环节的技术要求应符合下列规定:
a) 数据准备与预处理见第 15 章;
b) 空间插值见第 16 章;
c) 机器学习增强见第 17 章;
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d) 精度评价见第 18 章;
e) 等级地图生成与表达、成果输出与更新见第 19 章。
区域老化等级地图制图流程框图见附录 C。
15 数据准备与预处理
本章规定区域性老化等级地图绘制所需的空间化数据准备与预处理增量动作。数据有效性判定与质量控制按《高分子材料和涂层野外老化质量控制与数据汇交规范》执行,本文件不重复其规定。
15.1 数据准备
制图所用数据应来自经《高分子材料和涂层野外老化质量控制与数据汇交规范》质量控制
合格、已汇交入库的联网观测汇聚数据与区域老化表征指标,并按第 11 章的规定向区域制图输出。每个参与制图的站点应至少提供下列数据项:
a) 站点位置坐标,按 2000 国家大地坐标系(CGCS2000)记录;
b) 区域老化表征量值及其量纲、单位与站点代表值统计方法;
c) 表征量对应的时间断面;
d) 有效样本数;
e) 质量标记;
f) 元数据。
应剔除不满足完整率与质量控制要求的站点数据,剔除依据按《高分子材料和涂层野外老化质量控制与数据汇交规范》规定的质控阈值执行,本文件不重述其阈值。
15.2 异常值剔除与坐标配准
应对站点表征量进行异常值检验,检验方法可采用基于分布的离群判别、与邻近站点的空间一致性核查等。被判定为异常的表征量值应保留原值并附加质量标记,不应直接删除;删除原始数据的禁止性原则按《高分子材料和涂层野外老化质量控制与数据汇交规范》执行。
所有站点坐标应配准至 2000 国家大地坐标系(CGCS2000)。不同来源的坐标数据应记录其原始坐标系与坐标转换方法,配准误差应可评估并纳入预处理记录。
底图要素分类与代码应按 GB/T 13923-2022 执行, 区域制图格网划分应按 GB/T 12409-2009 执行。
15.3 标准化与缺测处理
参与多指标合成或机器学习建模的变量应做标准化或归一化处理,可采用 Z-score 标准化或极差归一化等方法,并应记录标准化参数(均值与标准差,或极大值与极小值),以便反算与复现。
缺测时段或缺测站点的处理应与《高分子材料和涂层野外老化质量控制与数据汇交规范》规定的缺测处理规则一致,本文件不重述。制图允许采用的缺测插补方法(如时间序列插补、邻近站点借补)应在预处理记录中注明并附加质量标记,不应以插补值冒充实测值。
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15.4 预处理记录
预处理应输出处理前后数据对照、剔除清单、插补清单以及标准化参数等处理记录,并纳入成果元数据,保证制图过程可复现、可追溯。
16 空间插值
16.1 一般要求与平稳假设
空间插值应根据站点密度、空间分布和区域老化表征量的空间结构,选择确定性插值或地统计插值。对具有明显空间自相关结构的表征量,宜优先采用地统计插值(克里金法)。
采用地统计插值时,应明示并核验所依赖的平稳假设。建模应满足(弱)平稳假设或本征假设,即区域化老化变量的随机函数应满足下列条件:
a) 随机函数的数学期望(均值) 处处存在且与空间位置无关,即 E[Z(x)] = m,m 为常数;
b) 任意两点表征量增量的方差仅依赖于两点间的滞后距 h,而与点的具体位置无关,即Var[Z(x+h) 一 Z(x)] 仅为 h 的函数。
当区域老化表征量存在明显空间趋势、不满足平稳假设时,应先进行趋势去除,将表征量分解为趋势项与残差项,对去趋势后的残差建模插值,再叠加趋势项还原。趋势模型与去趋势处理过程应记录。
16.2 确定性插值
确定性插值通过研究区内各信息点之间的相似程度或既定的数学函数关系,由已知站点表征量直接创建连续拟合曲面。确定性插值可采用反距离加权法、径向基函数法等方法。
采用反距离加权法时,待估点估值应取邻域内已知点表征量的加权平均,权重与样点至待估点距离的幂次成反比,距离越近权重越大。其估值式以纯文本表达见公式(l):
Z,(x₀) = Σ [wi·Z(xi)] / Σ wi,其中 wi = l / diᵖ , i 从 l 到 n (l)
式中:
Z,(x₀)——待估点 x₀ 的估值;
Z(xi)——第 i 个已知站点的表征量实测值;
di——第 i 个已知站点至待估点 x₀ 的距离;
p——距离幂指数;
n——参与估值的邻域已知点数。
采用确定性插值时,应说明所选参数,包括距离幂指数、搜索邻域、搜索半径及最少与最多参与点数。确定性插值不提供估计方差,不能给出估值不确定性;宜与地统计插值结果按第 l8章同一交叉验证方案对比择优。
16.3 变异函数
区域化老化变量应以变异函数(半变异函数)定量描述其空间变异程度与空间自相关性。变异函数以滞后距为自变量,反映随距离增大相邻站点表征量差异的变化规律。
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实验变异函数应由已知站点表征量按公式(2)计算:
r(h) = [l / (2·N(h))] · Σ [Z(xi+h) 一 Z(xi)]2,i 从 l 到 N(h) (2)
式中:
r(h)——滞后距 h 处的变异函数值;
h——滞后距,即一对样本点之间的空间距离;
N(h)——间距为 h 的点对数;
Z(xi)、Z(xi+h)——相距 h 的两点表征量实测值。
应按一定的滞后距步长与滞后距范围计算各 h 的 r(h),绘制实验变异函数散点图。由实验变异函数应确定下列结构参数:
a) 块金值 C₀:h 趋于 0 时变异函数的截距,反映微观尺度变异与测量误差;
b) 基台值 C₀+C:变异函数随 h 增大趋于稳定时的极限值,C 为拱高(偏基台值),反映空间自相关引起的结构性变异;
c) 变程 a:变异函数达到或趋近基台值时对应的滞后距,表征空间自相关的作用范围,超过变程后站点间不再具有空间相关性。
应在确定上述结构参数的基础上选配理论变异函数模型(见 l6.4)。变异函数计算所用的滞后距步长、滞后距范围与方向(各向同性或各向异性)应记录。
16.4 变异函数模型
应以理论变异函数模型拟合实验变异函数,并以拟合得到的连续函数为克里金估值提供权重。应至少试配下列四种理论变异函数模型,并根据其适用性与实验变异函数形态择优:
a) 线性模型:变异函数随滞后距 h 在变程内随滞后距线性增长、变程外达到基台,适用于大尺度近似线性趋势的区域老化分布,对局部细节的捕捉不足;
b) 球面模型:在变程内呈球面状增长、变程外达到基台值,能突出局部边界与过渡、局部细节呈现较好,远距离平滑性稍弱,适用于具有明显空间结构与边界的老化分布;
c) 指数模型:随滞后距非线性指数衰减并渐近基台值,擅长描述随距离非线性衰减的老化效应、可捕捉较大梯度变化,适用于空间自相关随距离快速减弱的场合;
d) 高斯模型:近原点处平滑,在全局趋势与局部细节之间取得平衡、过渡平滑,适用于多尺度评估场景。
四种理论变异函数模型的基本函数形式与拟合参数(块金值 C₀、基台值 C₀+C、变程 a)见附录 D(资料性)。
理论变异函数模型应以拟合优度并结合第 l8 章交叉验证结果综合择优。所选模型名称及其拟合参数(块金值、基台值、变程)应记录,并纳入精度报告与成果元数据。
16.5 克里金估值
采用克里金法时,待估点表征量估值应取邻域内已知站点表征量的加权平均,权重由所选变
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异函数模型经克里金方程组求解确定。估值式以纯文本表达见公式(3):
Z,(x₀) = Σ λi·Z(xi),i 从 l 到 n (3)
式中:
Z,(x₀)——待估点 x₀ 的估值;
Z(xi)——第 i 个已知站点的表征量实测值;
λi——第 i 个已知站点的权重系数;
n——参与估值的已知站点数。
权重系数 λi 应同时满足下列两个条件,并由变异函数代入克里金方程组求解:
a) 无偏估计:估值与实测值之差的数学期望为 0,即 E[Z,(x₀)一Z(x₀)] = 0,相应约束见公式(4);
b) 最优估计:在无偏前提下估计方差最小,即 σ2[Z,(x₀) 一 Z(x₀)] = min,使估值误差方差达到最小,见公式(5)。
Σ λi = l,i 从 l 到 n (4)
σ2[Z,(x₀) 一 Z(x₀)] = min (5)
克里金估值应同时输出估值面与克里金方差(估计标准差)面。克里金方差反映各位置估值的不确定性,应作为第 l9 章不确定性表达与高不确定性区域标识的依据。
克里金法、变异函数及其模型的方法学来源列入参考文献(资料性),无对应可靠国家标准,本文件不作规范性引用,亦不臆造标准编号;其方法细节与普通克里金方程组求解步骤见附录 D (资料性)。
17 机器学习增强
17.1 模型与环境因子耦合
在第 l6 章空间插值的基础上,宜引入机器学习模型耦合环境因子,对区域老化表征量进行非线性预测,弥补地统计插值在远距离外推或局部细节上的不足。
可采用随机森林、梯度提升树等机器学习模型,以各站点的区域老化表征量为预测目标,以同站点同一时间断面的环境因子为输入特征建立预测模型。所选环境要素的观测方法应沿用《高分子材料和涂层野外老化试验技术方法》规定的在线连续监测要素,本文件不重列。
输入特征宜自下列环境因子中选取,并可按需派生统计特征(如累计量、均值、极值、超阈时长):
a) 温度类,包括空气温度、试片表面温度;
b) 湿润类,包括相对湿度、湿润时间、降雨量;
c) 辐射类,包括太阳总辐射辐照度及累计量、UVA、UVB;
d) 盐分与污染类,包括氯离子沉降量、二氧化硫浓度、臭氧浓度;
e) 风场类,包括风速、风向。
建模前应对输入特征按第 l5 章规定完成标准化或归一化,并记录标准化参数,以便反算与
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复现。
应进行特征重要性分析,量化各环境因子对区域老化表征量的贡献,识别主控环境因子;特征重要性结果应纳入第 18 章精度报告与成果元数据。
17.2 融合与交叉验证
机器学习预测可用于弥补站点稀疏区、远距离外推区或老化速率突变带等地统计插值不足的区域。机器学习结果宜与克里金结果融合,融合方式可采用残差校正或加权融合。
采用残差校正时,宜先以克里金对表征量主体趋势插值,再以机器学习模型对克里金残差建模并叠加,融合估值按公式(6)计算:
Ẑ(x₀) = Z_K(x₀) + f(E(x₀)) (6)
式中:Ẑ(x₀)为待估点 x₀ 的融合估值;Z_K(x₀)为待估点的克里金估值;f(·)为以环境因子向量E(x₀)为输入、对克里金残差建模的机器学习预测函数。
采用加权融合时,融合估值取克里金估值与机器学习预测值的加权平均,按公式(7)计算:
Ẑ(x₀) = w·Z_K(x₀) + (1 − w)·Z_M(x₀), 0 ≤ w ≤ 1 (7)
式中:Z_M(x₀)为待估点的机器学习预测值;w 为克里金估值的融合权重,宜依据第 18 章交叉验证误差确定,对克里金可靠区取较大 w、对插值不足区取较小 w。
机器学习模型训练应按第 18 章规定开展交叉验证,并记录特征集、超参数、训练集与验证集划分方式及随机种子,保证结果可复现。
机器学习预测结果不应单独冒充实测值;融合结果应保留可追溯的来源标记,区分实测、克里金估值、机器学习预测与融合值。
17.3 模型记录
机器学习建模过程应完整记录,记录内容应至少包括:
a) 算法名称与实现版本;
b) 输入特征集及其特征重要性结果;
c) 超参数取值,包括树的数量、最大深度、学习率、最小叶节点样本数等;
d) 标准化或归一化参数;
e) 交叉验证方案、训练集与验证集划分方式及随机种子;
f) 模型版本号。
模型版本管理方法应与《高分子材料和涂层野外老化质量控制与数据汇交规范》一致,模型版本变更应留痕,保证预测结果可追溯。
上述模型记录应纳入第 18 章精度报告与成果元数据。
18 精度评价
18.1 交叉验证
应采用交叉验证评估空间插值估值与机器学习预测的性能,验证方式应在留一交叉验证和 K
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折交叉验证中选择。
a) 留一交叉验证:每次剔除一个观测站点,以其余全部站点建模并对该剔除点位置作估值或预测,逐站轮流,得到全部站点的实测值与预测值数据对;
b) K 折交叉验证:将站点随机划分为 K 个互不重叠的子集,每次以其中 l 折作验证集、其余 K_l 折作训练集,循环 K 次,合并各折结果。
宜根据站点总数选择验证方式:站点数较少时宜采用留一交叉验证;站点数较多时宜采用 K折交叉验证。
应说明所用交叉验证的折数 K、子集划分方式与随机种子;同一比较任务中各方法应采用一致的交叉验证方案与一致的随机种子,保证结果可复现与可比。
18.2 误差指标
应以交叉验证得到的实测值与预测值数据对计算误差指标,至少包括均方根误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)和决定系数(R2);宜补充平均误差(ME,又称偏差)和克里金标准化误差。各指标计算式见附录 E(资料性)。
各指标的量纲与判读方向应予明确:
a) RMSE 与 MAE 的量纲与表征量一致,反映预测误差的总体大小,取值越小越好;
b) R2为无量纲量,取值不大于 l(可为负),越接近 l 表示预测值对实测值空间变异的解释能力越强;R2<0 表示预测精度劣于直接取实测均值,相应方法不宜用于成图;
c) ME 的量纲与表征量一致,反映系统性偏差,ME>0 表示总体高估、ME<0 表示总体低估,取值越接近 0 越好;
d) 克里金标准化误差(含标准化均方根误差 RMSSE 与标准化平均误差 MStdE,计算式见附录 E)为预测误差与克里金估计标准差之比的统计量,用于检验克里金估计方差的合理性, RMSSE 宜接近 l、MStdE 宜接近 0。
18.3 模型对比与择优
应对参与制图的各空间建模方法采用同一交叉验证方案与同一误差指标进行对比,对比对象至少应包括确定性插值、第 l6 章规定的四种变异函数模型(线性、球面、指数、高斯)的克里金估值、机器学习模型及其融合结果。
应依据 RMSE、MAE 与 R2综合择优:宜优先选择 RMSE 与 MAE 较小且 R2较大、同时 ME接近 0 的方法;当不同指标结论不一致时,应说明取舍依据。所选方法不应仅凭单一指标确定。
择优结论与模型对比择优表应纳入精度报告。不同模型表现的经验性说明(如高斯模型在多尺度场景的表现、指数模型对非线性衰减的描述能力)可置于资料性附录,不应作为强制结论。
18.4 精度报告与不确定性
应编制精度报告,精度报告应至少包含下列内容:
a) 参与建模的数据量与站点空间分布;
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b) 所选空间建模方法、变异函数模型及其拟合参数(块金值 C₀、基台值 C₀+C、变程 a)或机器学习模型的算法、特征集与超参数;
c) 交叉验证方案(验证方式、折数 K、划分方式与随机种子);
d) RMSE、MAE、R²等误差指标值及平均误差;
e) 模型对比择优表(见表 2);
f) 方法的适用性与局限说明。
应给出成果的不确定性度量:采用克里金估值时,应给出克里金估计方差或估计标准差;采用其他方法时,应给出预测区间或交叉验证误差的空间分布。不确定性度量应用于 19.2 的不确定性表达。
表 2 空间建模方法对比择优表(结构)
方法/模型
变异函数模型
RMSE
MAE
R2
确定性插值
—
由交叉验证计算
克里金估值
线性模型
克里金估值
球面模型
克里金估值
指数模型
克里金估值
高斯模型
机器学习模型
—
融合模型
—
19 等级地图生成、成果输出与更新
19.1 制图基准与分级渲染
区域性老化等级地图应统一采用 2000 国家大地坐标系(CGCS2000),并统一投影、比例尺、图幅范围与网格分辨率;制图基准沿用 4.2 约定的空间参考,坐标配准沿用第 15 章预处理结果,本条不再重复约定。
网格分辨率应与站网密度及空间插值有效分辨能力相匹配,并按 GB/T 12409-2009 划分地理格网、采用其格网编码;网格不宜细化至超出观测站点空间分辨能力的程度,以免形成虚假精度。
底图岸线、行政边界、水系、道路等要素的分类与代码应按 GB/T 13923-2022 执行,保证底图要素表达与编码统一。
等级地图应采用分级色阶图例表达区域老化等级。色阶等级应与表 1(见 13.3)的区域老化等级体系及附录 B 的参考阈值一一对应,并由轻到重渐变。图例应至少包含下列内容:
a) 等级代号;
b) 等级名称;
c) 对应的表征量阈值区间;
d) 对应的展示颜色。
等级地图应标注下列图廓与说明要素:
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a) 图名与图号;
b) 坐标格网与比例尺;
c) 指北方向;
d) 数据时间断面;
e) 制图单位与制图日期;
f) 数据来源以及所用表征量与方法说明。
同一幅等级地图应对应单一表征量、单一时间断面和单一材料或涂层体系(见 13.1);多指标或多时间断面应分图表达。
19.2 不确定性表达
等级地图应附成果不确定性表达。采用克里金法估值时,应以克里金估计方差面或估计标准差面表达空间不确定性;采用确定性插值或机器学习方法时,应以交叉验证误差的空间分布表达不确定性。
不确定性成果宜与区域老化等级分布图一并提供,或以叠加、并列方式同图表达。
高不确定性区域(如站点稀疏区、估计标准差显著偏大区、外推区)应予以标识,并在方法说明中注明其成因与解释边界。
19.3 成果构成与汇交
区域老化等级地图制图成果应至少包含下列内容:
a) 区域老化等级分布图;
b) 区域老化表征量分布图;
c) 精度报告(见第 18 章);
d) 成果元数据。
成果宜进一步包含不确定性分布图与方法说明,方法说明宜含所用表征量、坐标系与投影、空间插值或机器学习方法及其参数、分级阈值来源等内容。
成果元数据应与《高分子材料和涂层野外老化质量控制与数据汇交规范》的元数据要求衔接,元数据定义沿用该文件,本文件不重复定义;元数据应至少记录数据时间断面、坐标系、网格分辨率、所用方法与参数、精度指标值与版本信息。
制图成果应纳入《高分子材料和涂层野外老化质量控制与数据汇交规范》规定的数据汇交流程,按其规定的目录结构、质量标记、分级共享与档案管理要求进行数据汇交,不应另起独立的数据汇交与共享体系。
19.4 更新与版本管理
区域老化等级地图应定期更新。更新周期宜与联网长期观测试验的取样周期及年度数据汇交断面相协调,保证不同时间断面成果可比。
每次更新应形成新的成果版本,并记录下列内容:
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a) 版本号;
b) 更新时间与对应数据时间断面;
c) 数据范围变更,含新增、撤销或调整的站点;
d) 方法或参数变更,含空间插值方法、变异函数模型、机器学习模型及其超参数、分级阈值等;
e) 与上一版本的差异说明。
历史版本应可追溯,新版本不应覆盖历史版本;成果归档与档案管理按《高分子材料和涂层野外老化质量控制与数据汇交规范》执行,本文件不重复其规定。
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附录 A(资料性) 联网观测登记与配置表
本附录给出联网观测站网管理与区域制图输入所需的登记与配置表式,集中放置联网观测站点台账、观测要素与传感器统一配置、数据采集与传输配置、联网数据汇聚字段映射以及运行维护记录等登记表,供站网组建、跨站一致性核验和区域制图输入数据集准备使用。
本附录各表的字段宜与《高分子材料和涂层野外老化试验技术方法》的在线连续监测技术参数表、《高分子材料和涂层野外老化质量控制与数据汇交规范》的数据库入库字段对接;本附录仅给出登记映射,不重复其字段定义。各表所登记的站点编号、样品编号、试片编号、设备编号宜统一采用本文件规定的站点编号、样品编号、试片编号三级编码体系,经纬度坐标宜统一采用 2000 国家大地坐标系(CGCS2000)。
表 A.1 给出联网观测站点台账表式,每个站点登记一行,用于登记选点代表性与站点基本属性,可作为站网管理和区域制图输入数据集的站点基础信息。表中数据为示例。
表 A.1 联网观测站点台账表
站点编号
站点 名称
经度
纬度
海拔/m
所属 老化 环境 类型
主导风向
距主要污染源距离/km
近海/ 台风影响
建站日期
配置版本
责任 单位
NW01- S001
示例 海岸 站
119.6543
(CGCS2000)
26.0721
(CGCS2000)
12
海洋 大气
ENE
2.4
近海,
受台
风影响
2026-
03-15
V1.0
××研
究
院
表 A.2 给出观测要素与传感器统一配置表式,逐观测要素登记一行,用于在组网时核验各站同类要素的量纲、采样频率、时间分辨率、传感器准确度等级、防护等级与标定周期的一致性。量纲列统一采用规范上标写法;执行依据列注明该要素的观测与测量所依据的本系列配套文件。表中数据为示例。
表 A.2 观测要素与传感器统一配置表
观测要素
量纲
采样频率
时间分辨率
传感器准确度等级
空气温度
℃
1 次/min
逐小时
±0.2 ℃
相对湿度
%
1 次/min
逐小时
±2 %RH
降雨量
mm
逐次翻斗
逐小时累计
±2 %
风速
m·s⁻¹
1 次/min
逐小时
±0.3 m·s⁻¹
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风向
°
l 次/min
逐小时
±3°
太阳总辐射辐照度
W·m_2
l 次/min
逐小时
二级(次级标准)
太阳总辐射累计量
MJ·m_2
由辐照度积分
逐日累计
二级(次级标准)
UVA
W·m_2
l 次/min
逐小时
±5 %
UVB
W·m_2
l 次/min
逐小时
±5 %
湿润时间
h
l 次/min
逐日累计
±5 %
试片表面温度
℃
l 次/min
逐小时
±0.5 ℃
氯离子沉降量
mg/(l00 cm2·d)
逐月采样
逐月
±l0 %
二氧化硫浓度
mg·m_3
l 次/h
逐小时
±l0 %
臭氧浓度
mg·m_3
l 次/h
逐小时
±l0 %
图像采集状态
—
按设定周期
逐次记录
按图像识别观测技术规范执行
表 A.3 给出联网数据汇聚字段映射表式,登记站点本地字段到区域数据中心汇聚标准字段的映射关系。本表与《高分子材料和涂层野外老化质量控制与数据汇交规范》的数据库入库字段对接,仅登记字段映射、编码规则、质量标记继承规则与元数据来源,不重复其字段定义。表中数据为示例。
表 A.3 联网数据汇聚字段映射表
本地字段
汇聚标准字段
量纲
编码规则(站点/ 样品 / 试片 编号)
质量标记继承规则
元数据来源
site_id
站点编号
—
三级编码站点段
原始质量标记直接继承
站点台账(表A.l)
sample_id / coupon_id
样品编号/ 试片编号
—
三级编码样品段/试片段
原始质量标记直接继承
样品登记(按试验技术方法)
obs_time
采集时间
—
按统一 时间基准
按时段标记继承
采集传输配置(表 A.3)
value
观测值
按要素量纲
—
按质量标记规则版本判定
要素配置(表A.2)
qc_flag
质量标记
—
—
按质量控制与数据汇交规范的质量标记规则继承
采集与汇聚过程
meta_ref
元数据标识
—
—
随数据同步传递
元数据(按质量控制与数据汇交规范)
表 A.4 给出联网运行维护记录表式,每次运行维护活动登记一行,维护类型按巡检、校准、比对、备份、故障处置分类登记,并记录受影响的数据质量标记时段,便于保持观测时间序列的连续性与可解释性。表中数据为示例。
T/CSCP 0071.4-2026
表 A.4 联网运行维护记录表
日期
站点编号
维护类型
涉及要素/设备
异常描述
处置措施
数据质量
标记影响时段
操作人
2026-04-10
NW01- S001
巡检
曝晒架、采集传输单元
无异常
常规巡检,清洁辐射
传感器表面
无
×××
2026-04-18
NW01- S002
校准
太阳 总辐射辐照度传感器
示值漂移超限
按标定方
法重新标
定并更新标定状态
2026-04-12至 2026-04-18 标记为校准时段
×××
2026-05-06
NW01- S003
比对
氯离子沉降量传感器
—
用比对样
开展跨站比对,量值一致
无
×××
2026-05-20
NW01- S001
故障处置
远程通信单元
通信中断
更换通信模块,恢复后补传中
断时段数据
2026-05-15至 2026-05-20 标记为
通信中断/补传时段
×××
2026-06-01
NW01- S002
备份
本地存储、区域数据中心
无异常
完成本地
与中 心双备份核对
无
×××
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T/CSCP 0071.4-2026
附录 B(资料性) 区域老化等级划分参考阈值表
本附录给出区域老化等级(见正文第 13 章)划分的参考阈值示例,供区域性老化等级地图制图分级时参照。等级体系采用 5 级,等级代号为 A1~A5,对应名称依次为轻微、轻度、中度、重度、严重,等级从轻到重对应老化程度由轻到重。
本附录所列阈值数值均为示例、非强制。使用时应结合具体材料与涂层体系、区域环境条件及数据来源年限确定适用阈值,并在制图成果与元数据中注明阈值的数据来源年限与适用范围。综合老化指数采用 0~1 的无量纲值,数值越大表示老化越重;性能保持率从高到低对应 A1~ A5;老化速率与综合老化指数从低到高对应 A1~A5。三张表的等级代号与等级名称应保持一致。
区域老化表征量的计算应按《高分子材料和涂层野外老化试验技术方法》执行,所依据的观测数据应按《高分子材料和涂层野外老化质量控制与数据汇交规范》完成质量控制与汇交。
表 B.1 基于综合老

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