一種基于拓?fù)湫畔㈧氐膅is矢量數(shù)據(jù)版權(quán)認(rèn)證方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于地理信息安全領(lǐng)域，具體涉及一種根據(jù)GIS矢量數(shù)據(jù)中地理要素空間 拓?fù)湫畔㈧刂堤卣鳂?gòu)建零水印，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行GIS矢量數(shù)據(jù)版權(quán)認(rèn)證的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 面向GIS矢量數(shù)據(jù)的海量特點與高保真要求，基于傳統(tǒng)版權(quán)標(biāo)記算法的版權(quán)認(rèn)證 越來越無能為力。零水印作為一種新型的數(shù)字水印系統(tǒng)，由于是利用原始作品的重要特征 來構(gòu)造原始水印信號，而不是修改這些特征，可以較好地解決數(shù)字水印的不可感知性和魯 棒性之間的矛盾，并是一種天然的盲水印系統(tǒng);此外，在進(jìn)行數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)、平移、放縮、投影變 換等處理時，GIS矢量數(shù)據(jù)中地理要素的空間拓?fù)涮卣?，具有較好的穩(wěn)定性和拓?fù)洳蛔冃浴?從而，基于地理要素空間拓?fù)涮卣鳂?gòu)建的零水印，具有較高的魯棒性。為此，本發(fā)明主要基 于GIS矢量數(shù)據(jù)中地理要素空間拓?fù)湫畔㈧刂堤卣鳂?gòu)建零水印，并基于零水印版權(quán)標(biāo)識和 認(rèn)證原理進(jìn)行GIS矢量數(shù)據(jù)的版權(quán)認(rèn)證。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于:基于GIS矢量數(shù)據(jù)中地理要素的空間拓?fù)湫畔㈧刂堤卣鳂?gòu)建 零水印，并基于零水印版權(quán)標(biāo)識和認(rèn)證原理，提出一種具無失真、高魯棒性特點的GIS矢量 數(shù)據(jù)版權(quán)認(rèn)證方法。
[0004] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案為：
[0005] -種基于拓?fù)湫畔㈧氐腉IS矢量數(shù)據(jù)版權(quán)認(rèn)證方法，包括如下步驟：
[0006] (一)版權(quán)標(biāo)記生成過程
[0007] 步驟一:打開一 GIS矢量數(shù)據(jù)點圖層文件，并增加屬性字段；
[0008] 步驟二:基于點圖層文件，生成相應(yīng)點要素的Voronoi圖；
[0009] 步驟三：設(shè)置網(wǎng)格行數(shù)m和列數(shù)n，在Voronoi圖的基礎(chǔ)上生成其空間分區(qū)網(wǎng)格圖 層；
[0010] 步驟四：針對Voronoi圖層中的每個多邊形，計算其一階鄰域多邊形個數(shù)c，并將該 值賦給點圖層文件中相應(yīng)點要素的鄰接多邊形數(shù)量屬性；
[0011]步驟五:針對網(wǎng)格圖層中的每個網(wǎng)格要素，計算其所覆蓋點圖層文件中相應(yīng)的點 要素的個數(shù)；
[0012] 步驟六:根據(jù)下式（1)計算網(wǎng)格圖層中的每個網(wǎng)格要素的拓?fù)湫畔㈧豀，當(dāng)網(wǎng)格要 素中無點要素時，其Η值記為0;式（1)中，&為第i個要素對應(yīng)的Voronoi區(qū)域的一階鄰接度； i、X max分別為點要素Voronoi區(qū)域一階鄰接度的平均值和最大值；
[0013]
(1)
[0014] 步驟七:將各網(wǎng)格要素的拓?fù)湫畔㈧卅Ц魅⌒?shù)點后k位有效數(shù)字，如果不足補(bǔ)0， 按空間從左至右、從上至下的順序依次排列在一起，即形成特征認(rèn)證信息W;
[0015] 步驟八:在特征認(rèn)證信息W前面加上8位當(dāng)前日期字符串后，根據(jù)用戶設(shè)置密鑰信 息Key，基于RSA加密算法對認(rèn)證信息W進(jìn)行加密，生成帶時間戳的版權(quán)標(biāo)識加密信息We;加 密信息We、網(wǎng)格行數(shù)m、網(wǎng)格列數(shù)m、位數(shù)k和密鑰信息Key存檔，以備版權(quán)認(rèn)證使用；
[0016] (二)版權(quán)標(biāo)記提取和認(rèn)證過程
[0017] 步驟一：當(dāng)發(fā)現(xiàn)可疑產(chǎn)品時，提供加密信息We、網(wǎng)格行數(shù)m、網(wǎng)格列數(shù)m、位數(shù)k、密鑰 信息Key和可疑GIS矢量數(shù)據(jù)文件用于版權(quán)認(rèn)證；
[0018] 步驟二:根據(jù)上述(一)版權(quán)標(biāo)記生成過程中的步驟二到步驟六，計算各網(wǎng)格要素 的拓?fù)湫畔㈧豀，拓?fù)湫畔㈧卅⌒?shù)點后k位有效數(shù)字，不足補(bǔ)0,并存入數(shù)組Exinfo中；
[0019] 步驟三:根據(jù)密鑰信息Key，對存檔的版權(quán)標(biāo)識加密信息We進(jìn)行解密，生成8位時間 戳信息和特征認(rèn)證信息W;
[0020] 步驟四：根據(jù)有效位數(shù)k，將特征認(rèn)證信息W每k位做為一個分組，依次寫入到數(shù)組 Reglnfo 中；
[0021] 步驟五：依據(jù)式（2)計算相似度S，其中，ExInfo[i]、Reginfo[i]分別為數(shù)組 Exinfo、數(shù)組Reglnfo的元素，Μ為數(shù)組長度；
[0022]
(2)
[0023]步驟六:t為用戶指定閾值，如果相似度S> = t，則證明可疑產(chǎn)品為侵權(quán)作品；否則， 則不是侵權(quán)作品。
[0024] 本發(fā)明根據(jù)GIS矢量數(shù)據(jù)線面層中地理要素的空間拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特點，基于零水印原 理，提出了一種針對GIS矢量數(shù)據(jù)的版權(quán)標(biāo)記與版權(quán)認(rèn)證方法。該版權(quán)認(rèn)證方法能有效抵抗 數(shù)據(jù)編輯、數(shù)據(jù)裁剪、幾何變換、投影變換、格式變換等多種攻擊，具有較高的魯棒性，且不 會數(shù)據(jù)質(zhì)量造成任何影響。
【附圖說明】
[0025] 圖1為本發(fā)明實施例選取的實驗數(shù)據(jù)；
[0026]圖2為實驗數(shù)據(jù)生成的Voronoi數(shù)據(jù)；
[0027]圖3為實驗數(shù)據(jù)生成的GridLayer網(wǎng)格數(shù)據(jù)；
[0028] 圖4是本發(fā)明方法的版權(quán)標(biāo)記生成流程圖；
[0029] 圖5是本發(fā)明方法的版權(quán)認(rèn)證流程圖。
【具體實施方式】
[0030] 下面結(jié)合附圖和實施例做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0031] 本實例選擇一典型的shp點圖層數(shù)據(jù)，針對數(shù)據(jù)的讀取、版權(quán)標(biāo)記生成、版權(quán)標(biāo)記 提取和認(rèn)證的整個過程，進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明。本實施例選擇中國1:400萬的省會城市點 狀圖層數(shù)據(jù)(如圖1)作為實驗數(shù)據(jù)。密鑰Key值為"1001010Γ，認(rèn)證閾值取0.85。
[0032] (1)版權(quán)標(biāo)記生成過程。
[0033]步驟一:打開中國1:400萬省會城市點圖層文件，密鑰Key值為"10010101"。
[0034] 步驟二:基于點圖層文件PointLayer，生成相應(yīng)點要素的Voronoi圖；
[0035]步驟三：網(wǎng)格行數(shù)m設(shè)為3,列數(shù)η設(shè)為3,在Voronoi圖的基礎(chǔ)上生成其空間分區(qū)網(wǎng) 格圖層GridLayer;
[0036]步驟四：針對Voronoi圖層中的每個多邊形，計算其一階鄰域多邊形個數(shù)c，并將該 值賦給PointLayer中相應(yīng)點的EdgeNum屬性。如本實施例中，左上角多邊形的EdgeNum為6; [0037] 步驟五:針對GridLayer圖層中的每個網(wǎng)格要素，計算其所覆蓋PointLayer中相應(yīng) 的點要素的個數(shù)。本實施例中，左上角第一個網(wǎng)格要素中點要素個數(shù)為1;
[0038] 步驟六:根據(jù)公式