保持幾何特征與拓撲關(guān)系的GIS矢量數(shù)據(jù)水印算法研究.pdf

1、隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展和因特網(wǎng)的日益普及,各種媒體內(nèi)容被轉(zhuǎn)化為數(shù)字形式,提高了信息表達的效率和準確性,但是數(shù)字內(nèi)容的版權(quán)保護也更加困難。GIS矢量數(shù)據(jù)作為數(shù)字產(chǎn)品的一種,由于其生產(chǎn)、更新的成本較高、應(yīng)用范圍廣、精度要求高等特性,其版權(quán)保護研究顯得更加重要。數(shù)字水印技術(shù)作為數(shù)字產(chǎn)品版權(quán)保護的重要手段之一,在對GIS矢量數(shù)據(jù)進行水印嵌入時除了應(yīng)具備一般水印算法的要求外,還需具備高精度以及不可感知等技術(shù)特點。本研究基于國家“863計劃”專題

2、課題“GIS矢量數(shù)據(jù)數(shù)字產(chǎn)品版權(quán)保護的關(guān)鍵技術(shù)研究”,在對GIS矢量數(shù)據(jù)要素特征進行系統(tǒng)歸納的基礎(chǔ)上,設(shè)計并實現(xiàn)了兩種保持要素幾何特征與拓撲關(guān)系的矢量數(shù)據(jù)水印算法。在此基礎(chǔ)上,設(shè)計一系列評價因子,對含水印GIS矢量數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查,從而評價水印算法是否能滿足保持要素幾何特征與拓撲關(guān)系的要求。
　　 本研究主要內(nèi)容包括：⑴總結(jié)和分析了GIS矢量數(shù)據(jù)要素的特征與要素間拓撲關(guān)系特征。對重要的地物要素特征進行分類,進而從形態(tài)不變性、

3、面積不變性、拓撲關(guān)系不變性等具體要素語義屬性角度對GIS矢量數(shù)據(jù)表達的要素語義特征進行歸納總結(jié)。⑵設(shè)計并實現(xiàn)了一種通過增加比例點嵌入版權(quán)信息的水印算法。通過在線要素或面要素中增加比例點將二進制版權(quán)標記嵌入到載體數(shù)據(jù)中,該算法實現(xiàn)較為簡單,能夠抵抗數(shù)據(jù)縮放、平移、旋轉(zhuǎn)以及疊加噪聲攻擊,但是對于裁剪比例較大的裁剪攻擊以及壓縮攻擊等魯棒性較差。⑶設(shè)計并實現(xiàn)了一種基于面面相離關(guān)系的水印算法。首先將每個多邊形要素視為一個對象,計算每個對象的標識碼

4、并排序,將多邊形兩兩分組,然后把水印信息嵌入在每組多邊形之間的相離度量關(guān)系中,通過整體平移多邊形要素完成不改變多邊形要素幾何形態(tài)特征的水印算法。該算法能有效地抵抗數(shù)據(jù)增刪、平移、旋轉(zhuǎn)、縮放等攻擊,具有較好的魯棒性。⑷提出了一種含水印GIS矢量數(shù)據(jù)的質(zhì)量檢查方法。本文針對居民地等多邊形要素數(shù)據(jù),總結(jié)了水印算法對GIS矢量數(shù)據(jù)要素特征的影響,進而從要素的坐標精度、多邊形的閉合性、多邊形要素形態(tài)一致性以及要素之間的拓撲關(guān)系一致性等方面,設(shè)計并