本文選題：矢量地理數(shù)據(jù) + 數(shù)字水印��； 參考：《石河子大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展,地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System,GIS)已被廣泛應(yīng)用于城市規(guī)劃、土地利用和交通管理等方面。作為GIS的核心,地理數(shù)據(jù)已由傳統(tǒng)的紙質(zhì)化收集、存儲轉(zhuǎn)化為利用計算機數(shù)字化處理,這使地理數(shù)據(jù)的使用和傳播變得更加便捷,但與此同時,也存在對地理數(shù)據(jù)的誤操作,或者惡意篡改,甚至肆意盜版?zhèn)鞑サ葦?shù)據(jù)安全問題。此外在空間分析方法中,地理數(shù)據(jù)中的拓撲關(guān)系至關(guān)重要,會直接影響數(shù)據(jù)分析的結(jié)果,從而影響決策方案的制定,所以需要一種新的方法,在進行空間分析前,能驗證地理數(shù)據(jù)拓撲關(guān)系的完整性,并能檢測地理對象的拓撲關(guān)系是否被篡改以及被篡改的位置。為了檢測矢量地理數(shù)據(jù)的拓撲關(guān)系完整性,本文根據(jù)矢量地理數(shù)據(jù)中存在的拓撲關(guān)系,分別用脆弱水印方法和公有水印方法,對如何檢測矢量地理數(shù)據(jù)的拓撲關(guān)系完整性進行了研究。兩種方法都是先根據(jù)矢量地理數(shù)據(jù)集中的任意兩個相離面類地物的相離距離度量值生成水印信息,從而使水印信息中含有地物的拓撲關(guān)系信息。本文的主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:(1)在基于脆弱水印的矢量地理數(shù)據(jù)拓撲完整性檢測算法中,通過地物之間空間相離距離生成水印信息,并修改其相離距離比值,根據(jù)比值進行地物縮放以達到嵌入水印的目的。在水印檢測時,根據(jù)生成的水印與提取出的水印的匹配結(jié)果來判定矢量地理數(shù)據(jù)的拓撲完整性。實驗結(jié)果表明,該算法可以有效的檢測矢量地理數(shù)據(jù)的拓撲完整性。(2)基于公有水印矢量地理數(shù)據(jù)拓撲完整性檢驗算法,主要是為了可以公開驗證矢量地理數(shù)據(jù)拓撲關(guān)系的完整性。該算法通過地物的空間拓撲關(guān)系生成水印信息,然后將水印信息與地物的頂點坐標值異或計算后得到驗證碼,并將此驗證碼公開發(fā)布,則數(shù)據(jù)使用者便可在公共平臺上通過獲取公開驗證碼來驗證矢量地理數(shù)據(jù)的拓撲完整性。實驗結(jié)果表明,該算法能有效的檢驗矢量地理數(shù)據(jù)的拓撲完整性并能定位被篡改頂點的位置。(3)設(shè)計并實現(xiàn)矢量地理數(shù)據(jù)拓撲完整性檢驗工具。該工具基于Visual Studio 2010開發(fā)環(huán)境,通過MFC框架和Arc GIS Engine的API接口實現(xiàn)對地圖的基本操作。該工具主要用于模擬對矢量地理數(shù)據(jù)的篡改操作,并驗證所提出的水印算法的可靠性。本文在充分研究矢量地理數(shù)據(jù)拓撲關(guān)系的基礎(chǔ)上,通過提出的脆弱水印算法和公有水印算法,實現(xiàn)了矢量地理數(shù)據(jù)拓撲關(guān)系完整性檢驗的目的,且兩種算法均能可靠有效的驗證矢量地理數(shù)據(jù)拓撲完整性。
[Abstract]:With the rapid development of information technology, Geographic Information system (GIS) has been widely used in urban planning, land use and traffic management. As the core of GIS, geographical data has been collected and stored by the traditional paper, and converted into the use of digital processing of computer, which makes the use and dissemination of geographical data more convenient, but at the same time, there are also misoperation of geographical data. Or malicious tampering, or even wanton piracy and other data security issues. In addition, in the spatial analysis method, the topological relation in the geographical data is very important, which will directly affect the result of the data analysis, thus affect the decision making, so we need a new method, before the spatial analysis, It can verify the integrity of the topological relationship of geographical data and detect whether the topological relation of geographical object is tampered with and where it is tampered. In order to detect the integrity of the topological relationship of the vector geographic data, the fragile watermarking method and the public watermarking method are used in this paper according to the topological relationship in the vector geographic data. How to detect the topological integrity of vector geographic data is studied. The two methods first generate the watermark information according to the distance measure of any two off-plane objects in the vector geographic data set, so that the watermark information contains the topological relation information of the ground object. The main contents and conclusions of this paper are as follows: (1) in the topological integrity detection algorithm of vector geographic data based on fragile watermark, the watermark information is generated by the spatial distance between objects and the ratio of the distance between objects is modified. The object is scaled according to the ratio to achieve the purpose of embedding the watermark. When the watermark is detected, the topological integrity of the vector geographic data is determined according to the matching result between the generated watermark and the extracted watermark. Experimental results show that the proposed algorithm can effectively detect the topological integrity of vector geographic data. The main purpose is to publicly verify the integrity of the topological relationship of vector geographic data. The algorithm generates the watermark information by the spatial topological relation of the ground object, then calculates the watermark information and the vertex coordinate value of the ground object, then obtains the verification code, and publishes the verification code publicly. Then the data user can verify the topological integrity of the vector geographic data by obtaining the public verification code on the common platform. Experimental results show that the algorithm can effectively verify the topological integrity of vector geographic data and locate the position of tampered vertex. This tool is based on Visual Studio 2010 development environment, and realizes the basic operation of map through MFC framework and API interface of Arc GIS engine. The tool is mainly used to simulate the tampering operation of vector geographic data and verify the reliability of the proposed watermarking algorithm. On the basis of studying the topological relation of vector geographic data, the purpose of the integrity test of topological relation of vector geographic data is realized by using the fragile watermarking algorithm and the public watermarking algorithm proposed in this paper. Both algorithms can verify the topological integrity of vector geographic data reliably and effectively.
【學(xué)位授予單位】：石河子大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：P208

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本文編號：2030736