[发明专利]一种矢量地理数据零水印生成算法及零水印信息检测方法

权利要求书

1.一种矢量地理数据零水印生成算法，其特征在于，包括：

对版权图像进行置乱，获得一个二值化的版权矩阵；

对矢量地理要素集进行坐标系转换，获得转换后的矢量地理要素集；

利用Alpha Shapes算法提取转换后的矢量地理要素集的外边界轮廓特征点集；

以外边界轮廓特征点集中的每个外边界轮廓特征点为圆心构造计数圆环，并按照二值化的版权矩阵的行数和列数对每个计数圆环进行网格划分；

统计落入每个计数圆环的每个网格中的所述转换后的矢量地理要素集中各要素的个数；

根据所述各要素的个数，确定矢量地理要素集的要素特征矩阵；

将二值化的版权矩阵与所述要素特征矩阵异或，生成矢量地理要素集的零水印；

将所述零水印在知识产权管理机构进行版权注册。

2.根据权利要求1所述的矢量地理数据零水印生成算法，其特征在于，所述对矢量地理要素集进行坐标系转换，获得转换后的矢量地理要素集，具体包括：

使用Graham扫描法提取矢量地理要素集的凸包；

利用旋转卡壳法提取凸包中的最远点对p₁与p₂；

将最远点对p₁与p₂所构成的轴作为矢量地理要素集的主轴，并以p₁为旋转中心点，将矢量地理要素集的主轴与水平轴重合，获得转换后的矢量地理要素集中的要素坐标为其中，(x_r,y_r)为转换前的矢量地理要素集中第r个要素的坐标，为转换后的矢量地理要素集中第r个要素的坐标，θ为主轴与水平轴正方向的夹角。

3.根据权利要求2所述的矢量地理数据零水印生成算法，其特征在于，所述以外边界轮廓特征点集中的每个外边界轮廓特征点为圆心构造计数圆环，并按照二值化的版权矩阵的行数和列数对每个计数圆环进行网格划分，具体包括：

以外边界轮廓特征点集中的每个外边界轮廓特征点为圆心，最远点对p₁与p₂距离的二分之一为半径，构造计数圆环；

在每个计数圆环中，过圆心划分为N个角度区域，并沿半径方向划分为N个距离区域；所述二值化的版权矩阵的行数和列数均为N。

4.根据权利要求3所述的矢量地理数据零水印生成算法，其特征在于，根据所述各要素的个数，确定矢量地理要素集的要素特征矩阵，具体包括：

将各要素落入所有计数圆环的个数形成各要素的计数矩阵序列所述转换后的矢量地理要素集中的要素包括点要素、线要素和面要素；其中，m_r为第r个要素的计数矩阵序列，分别为第r个要素落入第1、2、3、n个计数圆环的计数矩阵；

根据各要素的计数矩阵序列，构造各要素的特征矩阵；

利用公式将点要素的特征矩阵、线要素的特征矩阵以及面要素的特征矩阵进行异或计算，生成矢量地理要素集的要素特征矩阵；其中，M为矢量地理要素集的要素特征矩阵，point_m_feature为点要素的特征矩阵，polyline_m_feature为线要素的特征矩阵，polygon_m_feature为面要素的特征矩阵。

5.根据权利要求4所述的矢量地理数据零水印生成算法，其特征在于，所述根据各要素的计数矩阵序列，构造各要素的特征矩阵，具体包括：

利用公式对各要素的计数矩阵序列累加求和得到各要素的累计计数矩阵；其中，为第r个要素落入第k个计数圆环的网格(i,j)中的个数，为第r个要素落入网格(i,j)中的累计个数，n为计数圆环的总数量；

利用公式计算各要素的计数平均值；其中，D^r为第r个要素的计数平均值；

根据各要素的累计计数矩阵和各要素的计数平均值，利用公式构造各要素的特征矩阵；其中，为第r个要素的特征矩阵中网格(i,j)对应的元素。