本文選題：矢量地圖 + 地理信息系統(tǒng)　； 參考：《延邊大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：近年來(lái),數(shù)字矢量地圖已在地理信息系統(tǒng)、數(shù)字化國(guó)防建設(shè)、智能交通運(yùn)輸系統(tǒng)等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。由于數(shù)字矢量地圖具有制作成本極高、經(jīng)濟(jì)及軍事戰(zhàn)略意義突出、可重復(fù)利用價(jià)值巨大等特性,針對(duì)矢量地圖的非法拷貝、惡意篡改等行為日漸嚴(yán)重。為了維護(hù)矢量地圖開(kāi)發(fā)者的合法權(quán)益和保障矢量地圖的內(nèi)容安全,矢量地圖的版權(quán)保護(hù)已經(jīng)成為企業(yè)和國(guó)家發(fā)展的關(guān)鍵命題,而數(shù)字矢量地圖水印技術(shù)是實(shí)現(xiàn)數(shù)字矢量地圖版權(quán)保護(hù)的有效手段之一。傳統(tǒng)的矢量地圖數(shù)字水印技術(shù)會(huì)對(duì)地圖數(shù)據(jù)產(chǎn)生擾動(dòng),不適用于高保真的場(chǎng)合,因此本學(xué)位論文以實(shí)用性為目標(biāo),提出了一種基于矢量地圖空間特征的零水印算法,為矢量地圖版權(quán)保護(hù)提供一套可行性方案。本學(xué)位論文主要根據(jù)地圖上的空間拓?fù)潢P(guān)系模型提取矢量地圖的特征信息。為了提高算法抗攻擊的魯棒性,在特征提取時(shí),首先采用Douglas-Peucker壓縮算法提取地圖線圖元上的特征節(jié)點(diǎn)以提高抗壓縮攻擊的能力;其次選取地圖點(diǎn)圖元上的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)作為中心點(diǎn),并根據(jù)K-means聚類的原理對(duì)特征節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分塊以提高抗裁剪攻擊的能力;最后通過(guò)調(diào)整中心點(diǎn)坐標(biāo)精度的方式以提高抗精度約減攻擊的能力。特征提取完成后,通過(guò)與水印圖像進(jìn)行相互映射以融入版權(quán)所有者的身份信息,本論文引入的是有意義的二值圖像作為水印圖像。為了與地圖的特征信息相匹配,采用了基于完全互補(bǔ)碼的擴(kuò)頻技術(shù)以擴(kuò)大水印容量;為了保障算法的安全性,采用了基于Logistic映射的混沌置亂技術(shù)對(duì)水印圖像進(jìn)行加密;最后,結(jié)合分塊重構(gòu)技術(shù),將加密后的水印信息與矢量地圖的特征信息進(jìn)行異或運(yùn)算得到具有版權(quán)認(rèn)證功能的零水印,并將其注冊(cè)入IPR數(shù)據(jù)信息庫(kù)中,同時(shí)需添加時(shí)間戳等屬性信息以抵抗解釋攻擊。測(cè)試結(jié)果表明,本文提出的基于矢量地圖空間特征的零水印算法適用于高保真矢量地圖的版權(quán)保護(hù),有效地解決了傳統(tǒng)水印算法中地圖精度與水印魯棒性之間的矛盾,在抗矢量地圖常見(jiàn)攻擊,如幾何變換、數(shù)據(jù)壓縮、數(shù)據(jù)擾亂、精度約減等攻擊時(shí)表現(xiàn)出很強(qiáng)的魯棒性,并設(shè)置了多重秘鑰,使得算法具有很高的安全性。
[Abstract]:In recent years, digital vector map has been widely used in geographic information system, digital national defense construction, intelligent transportation system and so on. Because digital vector map has the characteristics of extremely high production cost, prominent economic and military strategic significance and huge reusable value, the illegal copy of vector map and malicious tampering are becoming more and more serious. In order to safeguard the legitimate rights and interests of vector map developers and ensure the content security of vector map, the copyright protection of vector map has become a key proposition for the development of enterprises and countries. Digital vector map watermarking technology is one of the effective means to realize copyright protection of digital vector map. The traditional vector map digital watermarking technology will disturb the map data, so it is not suitable for the high-fidelity situation. Therefore, a zero-watermarking algorithm based on the spatial feature of vector map is proposed in this thesis, aiming at practicability. It provides a set of feasible scheme for vector map copyright protection. In this thesis, the feature information of vector map is extracted according to the spatial topological relation model on the map. In order to improve the robustness of the algorithm, in feature extraction, Douglas-Peucker compression algorithm is used to extract the feature nodes on the map line graph element to improve the ability of resisting compression attack, and the key nodes on the map point element are selected as the center points. According to the principle of K-means clustering, the feature nodes are divided into blocks to improve the ability of resisting clipping attack, and finally, the ability of anti-precision reduction is improved by adjusting the precision of center coordinates. After the feature extraction is completed, by mapping with the watermark image to incorporate the identity information of the copyright owner, this paper introduces a meaningful binary image as the watermark image. In order to match the feature information of the map, the spread spectrum technology based on the complete complementary code is used to enlarge the watermark capacity. In order to ensure the security of the algorithm, chaotic scrambling technology based on Logistic mapping is used to encrypt the watermark image. Combined with block reconstruction technology, the encrypted watermark information and the feature information of vector map are used for XOR operation to obtain the zero watermark with copyright authentication function, and the watermark is registered into the IPR data database. At the same time, we need to add time stamp and other attribute information to resist the interpretation attack. The test results show that the proposed zero-watermarking algorithm based on the spatial features of vector maps is suitable for copyright protection of high-fidelity vector maps, and effectively solves the contradiction between map accuracy and watermark robustness in traditional watermarking algorithms. The algorithm is robust against common attacks such as geometric transformation, data compression, data scrambling, precision reduction and so on, and sets up multiple secret keys, which makes the algorithm highly secure.
【學(xué)位授予單位】：延邊大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：P208;TP309.7

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本文編號(hào)：1977276