一種精度可控的線面地理要素信息偽裝與還原方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于地理信息安全領(lǐng)域，具體涉及一種精度可控的線面地理要素的信息偽 裝與還原的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 地理信息的安全防護涉及國家安全和社會利益，是當(dāng)前急需解決的國家和社會重 大需求問題。在對秘密GIS矢量數(shù)據(jù)信息內(nèi)容隱藏的基礎(chǔ)上，進一步隱藏秘密信息的存在， 是當(dāng)前地理信息安全研宄與應(yīng)用的重點。
[0003] 目前，檢索到相關(guān)的矢量地理數(shù)據(jù)信息偽裝方法的專利（如CN 102393895 A，CN 102411695 A)，由于未重視偽裝過程中的精度控制和宏觀拓撲特征的保持，并且偽裝數(shù)據(jù) 線條邊緣凹凸不平以及空間關(guān)系相對混亂，導(dǎo)致矢量地理數(shù)據(jù)偽裝的不可察覺特性較低， 難以滿足矢量地理數(shù)據(jù)信息偽裝的基本要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于：提出一種針對GIS線面地理要素的偽裝與還原方法，利用用 戶初始參數(shù)為密鑰生成混沌序列對矢量地理數(shù)據(jù)進行初步偽裝處理，進一步將偽裝范圍控 制在用戶給定的精度內(nèi)，且空間拓撲關(guān)系得到保持。能有效保障涉密GIS線面圖層數(shù)據(jù)在 數(shù)據(jù)傳輸、隱藏通信中的安全性。
[0005] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：
[0006] 一種精度可控的線面地理要素信息偽裝與還原方法，包括如下步驟：
[0007] (一）線面類型GIS矢量數(shù)據(jù)偽裝過程
[0008] 步驟11 :加載一幅線面類型的GIS矢量地圖數(shù)據(jù)R，輸入用戶參數(shù)q作為混沌系統(tǒng) 的初值，q e (〇, 1)，輸入用戶偽裝精度數(shù)值a，a>0,存為密鑰文件keyFile ;
[0009] 步驟12:讀取數(shù)據(jù)R中第i個要素中的點，記為集合Pi= (PijIj = 1，2,…，η}， Pi經(jīng)偽裝處理后生成的點集合記為P i' = {Pi/ I j = 1，2,…，k}，其中，i = 1，2,…，m，m為 要素個數(shù)，η為集合Pi中點的個數(shù)，k為P /集合中點的個數(shù)；
[0010] 步驟13 :根據(jù)公式⑴，生成混純序列Qi, Qi= {Q U j = 1，2,…，n-2}，其中，k表 示混沌系數(shù)，且3. 5699 < K < 4 ;
【主權(quán)項】
1. 一種精度可控的線面地理要素信息偽裝與還原方法，其特征在于，包括如下步驟： (一） 線面類型GIS矢量數(shù)據(jù)偽裝過程 步驟11 :加載一幅線面類型的GIS矢量地圖數(shù)據(jù)R，輸入用戶參數(shù)q作為混沌系統(tǒng)的初 值，q e (〇, 1)，輸入用戶偽裝精度數(shù)值a，a>0,存為密鑰文件keyFile ; 步驟12:讀取數(shù)據(jù)R中第i個要素中的點，記為集合Pi= (PijIj = 1，2,…，n}，PiS 偽裝處理后生成的點集合記為Pi' = {Pi/ I j = 1，2,. . .，k}，其中，i = 1，2,…，m，m為要素 個數(shù)，η為集合Pi中點的個數(shù)，k為P /集合中點的個數(shù)； 步驟13 :根據(jù)公式⑴，生成混純序列Qi, Qi= {Q u I j = 1，2,…，n-2}，其中，k表示混 沌系數(shù)，且3. 5699彡K彡4 ;
步驟14:將點Pil添加到集合P/中，根據(jù)公式（2)、（3)計算初始偽裝點Pi/的坐標(biāo)值， 并添加到點集合P/中，其中j = 2,3，..，n-l， ij -.V
步驟15 :根據(jù)公式⑷計算初始偽裝點Pi/與原始點Pij的距離d u，如果Clij彡a，則初 始偽裝點Pi/滿足精度要求，點Pij的偽裝處理完成，轉(zhuǎn)向步驟17;否則，表示初始偽裝點 Pi/不滿足精度要求，轉(zhuǎn)向步驟16進一步處理；
步驟16:計算精度控制偽裝點Pi/'坐標(biāo)值，添加到點集合Pi'中， (a) 創(chuàng)建臨時點集合Pti= {p ti I i = 1，2,…，s}，并且將初始偽裝點Pi/賦值給Ptl; (b) 根據(jù)公式（4)計算原始點Pij與P 之間的距離d i(j_1); (c) 根據(jù)公式⑷分別計算點Pti到原始點與Pij之間的距離Clt0^d tj; (d) 根據(jù)公式（5)、（6)、（7)，計算臨時點pti (i = 2,…，s)的坐標(biāo)值（xti, yti);
(e) 判斷dtj與a的關(guān)系，如果d tj彡a，表示點p ti滿足精度要求，則將p ti賦值給P U "， 添加到點集合P/中，并將Pin添加集合P/中，轉(zhuǎn)向步驟17,否則循環(huán)執(zhí)行步驟16(c)到 16(e)； 步驟17 :重復(fù)步驟12至步驟16,直到實現(xiàn)對每個要素的偽裝處理，保存?zhèn)窝b后的數(shù)據(jù) 文件為R' ； (二） 線面類型GIS矢量數(shù)據(jù)還原過程 步驟21 :打開偽裝后的矢量數(shù)據(jù)文件R'，打開密鑰文件KeyFile ; 步驟22:讀取數(shù)據(jù)文件R'中第i個要素中的點，記為集合P/ = (Pi/ |j = l，2,…，k}， P/中點的坐標(biāo)記為Pi/ Uij^yi/)，k為第i個要素中點的個數(shù)； 步驟23 :根據(jù)公式⑴，生成混純序列Qi, Qi= {Q ik|k = 1，2,…，n-2}; 步驟24 :計算P/點集合經(jīng)還原處理后的點集合Pi,記為Pi= {P u I j = 1，2,…，n} ,Pi 中的點坐標(biāo)記為Pu(X0 yu)，其中η為集合Pi中點的個數(shù)；(a)將點P η'添加到集合Pi* ; (b)根據(jù)公式（8)，計算點Pi/還原后的坐標(biāo)值PijO^yij),并添加到點集合，其 中 l〈j〈n : 似很煙公式⑶、U⑴、Ui;訂昇
a、p及j的耿但；卯米摶|nj步驟（b)，否則 轉(zhuǎn)向步驟（d)，
其中，λ是向量凡與向量/7;(/_1}/?;(/+1)'橫坐標(biāo)的比值，p是向量與向 量凡(/+1/縱坐標(biāo)的比值，0為用戶指定的誤差閾值； (d)將點Pin'添加到集合Pi中； 步驟25 :重復(fù)步驟22至步驟24,直到實現(xiàn)對每個要素的還原處理，保存還原后的數(shù)據(jù) 文件為R。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種精度可控的線面地理要素的信息偽裝與還原方法，包括如下過程：(1)針對線面類型GIS矢量數(shù)據(jù)偽裝過程，包括初始偽裝點的計算、精度控制偽裝點的計算等步驟；(2)針對線面類型GIS矢量數(shù)據(jù)還原過程，包括偽裝點的還原、精度控制偽裝點的遍歷、刪除等過程。本發(fā)明的方法具有較高的隱蔽性和不受容量限制的優(yōu)勢，在隱藏秘密信息存在性的基礎(chǔ)上，可有效保障秘密數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)傳輸、隱藏通信中的安全性。
【IPC分類】G06F21-60
【公開號】CN104657669
【申請?zhí)枴緾N201510083144
【發(fā)明人】李安波, 吳雪榮
【申請人】南京師范大學(xué)
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2015年2月13日