[发明专利]一种基于多元空间特征的GIS矢量数据版权认证方法

说明书

技术领域

本发明属于地理信息版权保护领域，具体涉及一种基于多元空间特征的GIS矢量数据版权认证方法。

背景技术

Internet / Intranet的飞速发展, 在为数据共享提供了快捷传播通道的同时, 使得数据产品的非法、侵权使用日益猖獗。生产成本高昂、精度高, 与社会经济发展和国防安全大局息息相关的GIS矢量数据产品, 其版权保护问题影响深远、意义重大。

以数字水印为代表的版权标记技术, 是目前GIS矢量数据版权保护使用的主要方法。数字水印算法应当具有鲁棒性、不可感知性等特征。鲁棒性要求原始数据尽可能多包含版权标记，而不可感知性要求尽可能少的改变原始数据。目前大部分数字水印算法都需在宿主信息中嵌入水印信息，因此，水印的鲁棒性不仅要受到嵌入容量的限制，还不可避免的要与不可感知性发生冲突。为了解决二者之间的矛盾，有专家学者提出“提取数字产品的重要特征来构造版权标记，但不修改原数字产品任何数据”的思想。本发明基于上述研究思想，提出构造多元空间特征实现GIS矢量数据中线、面图层的版权认证，算法本身的非嵌入性，满足了不可感知性的要求，同时，算法具有较好的鲁棒性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种基于多元空间特征的GIS矢量数据版权认证方法，其不会损害原始数据的精度，具有良好的可扩展性，较好的鲁棒性。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于多元空间特征的GIS矢量数据版权认证方法，包括下列步骤：

（1）提取原始数据P所有空间实体的质心坐标（X，Y）和顶点个数n，形成序列S {X1，Y1，1；X2，Y2，2；……；Xn，Yn，n}；

（2）求取阈值，步骤如下：

(ⅰ)根据原始数据P，取出所包含的空间实体个数N；

(ⅱ)依次遍历N个空间实体，取出每一个空间实体的顶点个数，构成集合{C}，并得到所遍历空间实体的顶点个数最大值Cmax、最小值Cmin；

(ⅲ)依次遍历N个空间实体，取出每一个空间实体的质心坐标，构成集合{（X，Y）}，并得到所遍历空间实体的质心坐标集合中X和Y的最大、最小值Xmax、Xmin、Ymax、Ymin；

(ⅳ)根据顶点个数的最大值Cmax、最小值Cmin和质心坐标X和Y的最大、最小值Xmax、Xmin、Ymax、Ymin，随机生成同样包含N个空间实体的新图层数据，并确保每一个随机创建的空间实体符合两个条件：①质心坐标（Xi,Yi)满足Xmin﹤Xi﹤Xmax，Ymin﹤Yi﹤Ymax；②顶点个数Ci满足Cmin﹤Ci﹤Cmax,其中，0≤i﹤N；

(ⅴ)循环第(ⅳ)步骤M次得到M个新图层数据Di，其中，0≤i﹤M；

(ⅵ)依次计算新图层Di与原始数据P的相似度Dis，取出最大相似度值作为阈值；

（3）生成完整的多元空间特征序列K，K为{X1，Y1，1；……； Xn，Yn，n；阈值}，利用压缩编码技术将其压缩；

（4）对待检测数据进行版权认证，其步骤如下：

(ⅰ)根据序列K提取原始数据P所有的顶点个数P_COUNTS、ID号P_ID，提取待检测数据T所有的顶点个数T_COUNTS、ID号T_ID；

(ⅱ)从（ⅰ）所提取的顶点个数和ID号中选取两对匹配点对P_ID1、P_COUNTS1、T_ID1、T_COUNTS1和P_ID2、P_COUNTS2、T_ID2、T_COUNTS2，使P_COUNTS1与T_COUNTS1唯一且相等或最接近（首先选择相等的，如果没有相等的，则选择最接近的），使P_COUNTS2与T_COUNTS2唯一且相等或最接近（首先选择相等的，如果没有相等的，则选择最接近的）； 

(ⅲ)根据质心计算空间实体P_ID1和P_ID2间的平均距离M1和方位角A1，计算T_ID1和T_ID2间的平均距离M2和方位角A2；

(ⅳ)计算原始数据P中ID号为P_ID1的空间实体和其他空间实体间的平均距离和方位角，获得组A；计算待测数据T中ID号为T_ID1的空间实体和其他空间实体间的平均距离和方位角，获得组B；通过以下对比方法，利用下面公式计算待测数据T与原始数据P的相似度Dis；  

 

其中，equalf（A,Bi)：基于M1、M2、A1、A2将B组中的平均距离Bmi和方位角Bai与A组中的数值进行比对，对比结果为0或1；

∑：对比结果中记录为1的总个数；

n：B组记录总数；

equalf（A,Bi)所述对比方法为：