CN102509056B - 基于要素几何精度弱化的gis矢量数据伪装与还原方法 - Google Patents
基于要素几何精度弱化的gis矢量数据伪装与还原方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102509056B CN102509056B CN201110293514.7A CN201110293514A CN102509056B CN 102509056 B CN102509056 B CN 102509056B CN 201110293514 A CN201110293514 A CN 201110293514A CN 102509056 B CN102509056 B CN 102509056B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- point
- key
- data
- variable
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
- Complex Calculations (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于要素几何精度弱化的GIS矢量数据伪装与还原方法。本发明的数据伪装方法包括以下步骤:(1)打开一个GIS矢量数据图层文件,读取属性字段名称,设置8位二进制随机信息做为密钥Key;(2)判断图层类型:针对点图层数据,分别读取一点要素的所指定属性信息和几何信息到数值型变量a和点对象Point中,并进行Point值的精度弱化;针对线面图层数据,读取一要素中所有点的几何数据到数组队列D中,其指定属性信息读取到数值型变量a中,并对D中的每一个点进行Point值的精度弱化;(3)循环处理完每一要素后,保存伪装后的数据。本发明的方法能有效提高GIS矢量数据在数据传输中的安全性,可应用于GIS矢量数据的隐藏通信与安全传输。
Description
技术领域
本发明属于地理信息安全领域,具体涉及一种基于几何精度弱化技术进行GIS矢量数据伪装与还原的方法。
背景技术
地理信息的安全防护涉及国家安全和社会利益,是当前急需解决的国家和社会重大需求问题。特别是当今空间数据共享需求逐步扩大,地理信息服务应用不断拓展的情况下,地理信息的安全问题进一步突出。作为国家空间数据基础设施主要数据内容的GIS矢量数据,其信息安全研究更是至关重要。
目前,信息伪装已成为信息安全研究中除密码学之外的另一重要分支。国内外相关研究文献及专利检索结果分析表明,目前,在信息伪装的研究方面,所研究的载体数据类型主要包括图像、视频、遥感影像、DEM等。但是,矢量数据由于其具有无固定存储顺序的数据组织、多样的数据格式、强大的可视化表达手段、复杂的投影变换、繁多的空间分析应用,以及精度高、冗余少等诸多方面的特性,使得针对矢量数据的信息伪装研究具有一定的特殊性和较大难度。
发明内容
本发明的目的在于:基于要素属性信息进行要素几何精度弱化的思路,提出一种针对GIS矢量数据的伪装与还原方法,以有效提高GIS矢量数据在数据传输、脱密处理中的安全性。
为了实现上述目的,本发明所采取的技术方案如下:
基于要素几何精度弱化的GIS矢量数据伪装与还原方法,主要包括以下过程:
(1)伪装过程:
步骤一:打开一个GIS矢量数据图层文件,读取属性字段名称,设置处理用的数值型属性字段名称;设置8位二进制随机信息作为密钥Key,并存入密钥文件;
步骤二:判断图层类型,如果为点图层数据,则执行步骤三;如果为线面图层数据,则执行步骤四;
步骤三:
(a)分别读取一点要素的所指定属性信息和几何信息到数值型变量a和点对象Point中;
(b)基于如下公式(1),进行Point值的精度弱化:
Point.x=Point.x+1/f(a)
Point.y=Point.y+1/f(a) (1)
其中,函数f(a)为取变量a的属性等级,其值域为[1,n],n为正整数;1/f(a)运算中的小数位数,与相应点的小数位数保持一致;
步骤四:
(a)读取一个要素中所有点的几何数据到数组队列D中,其指定属性信息读取到数值型变量a中;
(b)针对数组队列D中的每一个点,基于如下公式(2),进行Point值的精度弱化:
Point.x=Point.x+1/f(a) *g(Key, Mod(i,8))
Point.y=Point.y+1/f(a) *g(Key, Mod(i,8)) (2)
其中,i为数组队列D中点的序号;Key为密钥;函数Mod()为取余函数;函数g()为基于点序号i值所确定的余数从密钥Key中取出相应位的取值,其值为0或1;函数f(a)为取变量a的属性等级,其值域为[1,n],n为正整数;1/f(a)运算中的小数位数,与相应点的小数位数保持一致;
步骤五:根据不同的图层类型,循环执行步骤三或步骤四,直至每一要素处理完毕后,保存伪装后的数据文件;
(2)还原过程:
步骤一:选择处理用属性字段名称,打开一个GIS矢量数据图层文件;读取密钥文件并设置密钥Key;
步骤二:判断图层类型,如果为点图层数据,则执行步骤三;如果为线面图层数据,则执行步骤四;
步骤三:
(a)分别读取一点要素的所指定属性信息和几何信息到数值型变量a和点对象Point中;
(b)基于如下公式(3),进行Point值的精度弱化:
Point.x=Point.x-1/f(a)
Point.y=Point.y-1/f(a) (3)
其中,函数f(a)为取变量a的属性等级,其值域为[1,n],n为正整数;1/f(a)运算中的小数位数,与相应点的小数位数保持一致;
步骤四:
(a)读取一个要素中所有点的几何数据到数组队列D中,其指定属性信息读取到数值型变量a中;
(b)针对数组队列D中的每一个点,基于如下公式(4),进行Point值的精度弱化:
Point.x=Point.x-1/f(a) *g(Key, Mod(i,8))
Point.y=Point.y-1/f(a) *g(Key, Mod(i,8)) (4)
其中,i为数组队列D中点的序号;Key为密钥;函数Mod()为取余函数;函数g()为基于点序号i值所确定的余数从密钥Key中取出相应的密钥位,其值为0或1;函数f(a)为取变量a的属性等级,其值域为[1,n],n为正整数;1/f(a)运算中的小数位数,与相应点的小数位数保持一致;
步骤五:根据不同的图层类型,循环执行步骤三或步骤四,直至每一要素处理完毕后,保存伪装后的数据文件。
本发明根据GIS矢量数据的数据组织特点,基于要素属性信息进行要素几何精度弱化的思路,提出了一种针对GIS矢量数据的伪装与还原方法,可以进行shp等格式数据的伪装与还原处理,一定程度上满足了GIS矢量数据的隐藏通信与安全传输需求。
附图说明
图1 是本发明实施例选取的实验数据。
图2 是本发明实施例的原始数据局部效果图。
图3 是本发明实施例的伪装数据局部效果图。
图4 是图3效果图的边缘局部放大图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例做进一步详细说明。
本实例选择一典型的shp面图层数据,针对数据的读取、伪装处理、数据还原的整个过程,进一步详细说明本发明。本实施例选择全国1:400万的省界面状图层数据(如图1)作为实验数据。密钥Key值为“10010101”。选取AREA字段为处理用要素属性字段。
(1)数据伪装处理。
步骤一:打开省界图层数据文件,数据格式为面状数据,密钥Key值为“10010101”。
步骤二:判断图层类型,为面状图层数据,则执行如下步骤。
步骤三:
(a)读取第一个要素中的923点的几何数据到数组队列D中,其相应AREA字段的属性取值68.488655,读取到数值型变量a中。
(b)针对数组队列D中的每一个点,基于如下公式(2),进行Point值的精度弱化:
Point.x=Point.x+1/f(a) *g(Key, Mod(i,8))
Point.y=Point.y+1/f(a) *g(Key, Mod(i,8)) (2)
读取的第一个点为{121.49738309820822, 53.32104492451802},本实施例中,函数f(a)结果为计算变量a整数部分位数,即变量a整数部分位数即为要素属性级别。针对第一个点,f(68.488655)=2,经处理,第一个点的值为{121.99738309820822, 53.82104492451802}。
步骤四:循环步骤三,直至每一要素处理完毕后,保存伪装后的数据文件。
(2)数据还原处理。
步骤一:打开伪装处理后的省界图层数据文件,数据格式为面状数据。读取密钥文件,并设置密钥密钥Key,其值为“10010101”。选取AREA字段为处理用要素属性字段。
步骤二:判断图层类型,为面状图层数据,则执行如下步骤。
步骤三:
(a)读取第一个要素中的923点的几何数据到数组队列D中,其相应AREA字段的属性取值68.488655,读取到数值型变量a中。
(b)针对数组队列D中的每一个点,基于如下公式(4),进行Point值的精度弱化:
Point.x=Point.x-1/f(a) *g(Key, Mod(i,8))
Point.y=Point.y-1/f(a) *g(Key, Mod(i,8)) (4)
读取的第一个点为{121.99738309820822, 53.82104492451802},经处理,其值还原为{121.49738309820822, 53.32104492451802}。
步骤四:循环步骤三,直至每一要素处理完毕后,保存伪装后的数据文件。
本发明实施例中仅以面图层数据进行数据伪装与还原处理,该方法也可以适用于点、线类型图层数据。
本发明实施例中仅以shp格式的GIS矢量数据进行数据伪装与还原处理,该方法也适用于GML、E00、MIF等其它格式GIS矢量数据的数据伪装与还原处理。
本发明实施例中,函数f(a)为计算变量a整数部分位数,即变量a整数部分位数即为要素属性级别。也可以采用其它分级函数。
(3)测试分析。
由上述实施例中原始数据(图2)与伪装处理数据的效果图(图3、图4)可知:数据经伪装处理后,虽仍为可使用GIS软件正确打开的shp数据,但要素坐标点的位置发生了较大变化,对于数据精度质量要求较高的GIS矢量数据来说,这一处理显著降低了数据质量和数据使用价值,限制了非法拷贝或拦截数据的正常使用,达到一定的数据保护目的。只有合法用户获取到密钥文件,才能正确、无损地还原数据。
综上分析,本发明所采用的方法可以成功地应用于GIS矢量数据的伪装与还原处理,一定程度上满足GIS矢量数据的隐藏通信与安全传输需求。
Claims (1)
1.基于要素几何精度弱化的GIS矢量数据伪装与还原方法,主要包括以下过程:
(1)伪装过程:
步骤一:打开一个GIS矢量数据图层文件,读取属性字段名称,设置处理用的数值型属性字段名称;设置8位二进制随机信息作为密钥Key,并存入密钥文件;
步骤二:判断图层类型,如果为点图层数据,则执行步骤三;如果为线面图层数据,则执行步骤四;
步骤三:
(a)分别读取一点要素的所指定属性信息和几何信息到数值型变量a和点对象Point中;
(b)基于如下公式(1),进行Point值的精度弱化:
Point.x=Point.x+1/f(a)
Point.y=Point.y+1/f(a) (1)
其中,函数f(a)结果为计算变量a整数部分位数,该位数即为变量a的要素属性等级,其值域为[1,n],n为正整数;1/f(a)运算中的小数位数,与相应点的坐标的小数位数保持一致;
步骤四:
(a)读取一个要素中所有点的几何数据到数组队列D中,其指定属性信息读取到数值型变量a中;
(b)针对数组队列D中的每一个点,基于如下公式(2),进行Point值的精度弱化:
Point.x=Point.x+1/f(a) *g(Key, Mod(i,8))
Point.y=Point.y+1/f(a) *g(Key, Mod(i,8)) (2)
其中,i为数组队列D中点的序号;Key为密钥;函数Mod()为取余函数;函数g()为基于点序号i值所确定的余数从密钥Key中取出相应位的取值,其值为0或1;函数f(a)结果为计算变量a整数部分位数,该位数即为变量a的要素属性等级,其值域为[1,n],n为正整数;1/f(a)运算中的小数位数,与相应点的坐标的小数位数保持一致;
步骤五:根据不同的图层类型,循环执行步骤三或步骤四,直至每一要素处理完毕后,保存伪装后的数据文件;
(2)还原过程:
步骤一:选择处理用属性字段名称,打开一个GIS矢量数据图层文件;读取密钥文件并设置密钥Key;
步骤二:判断图层类型,如果为点图层数据,则执行步骤三;如果为线面图层数据,则执行步骤四;
步骤三:
(i)分别读取一点要素的所指定属性信息和几何信息到数值型变量a和点对象Point中;
(ii)基于如下公式(3),进行Point值的精度弱化:
Point.x=Point.x-1/f(a)
Point.y=Point.y-1/f(a) (3)
其中,函数f(a)结果为计算变量a整数部分位数,该位数即为变量a的要素属性等级,其值域为[1,n],n为正整数;1/f(a)运算中的小数位数,与相应点的坐标的小数位数保持一致;
步骤四:
(I)读取一个要素中所有点的几何数据到数组队列D中,其指定属性信息读取到数值型变量a中;
(II)针对数组队列D中的每一个点,基于如下公式(4),进行Point值的精度弱化:
Point.x=Point.x-1/f(a) *g(Key, Mod(i,8))
Point.y=Point.y-1/f(a) *g(Key, Mod(i,8)) (4)
其中,i为数组队列D中点的序号;Key为密钥;函数Mod()为取余函数;函数g()为基于点序号i值所确定的余数从密钥Key中取出相应的密钥位,其值为0或1;函数f(a)结果为计算变量a整数部分位数,该位数即为变量a的要素属性等级,其值域为[1,n],n为正整数;1/f(a)运算中的小数位数,与相应点的坐标的小数位数保持一致;
步骤五:根据不同的图层类型,循环执行步骤三或步骤四,直至每一要素处理完毕后,保存伪装后的数据文件。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201110293514.7A CN102509056B (zh) | 2011-09-28 | 2011-09-28 | 基于要素几何精度弱化的gis矢量数据伪装与还原方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201110293514.7A CN102509056B (zh) | 2011-09-28 | 2011-09-28 | 基于要素几何精度弱化的gis矢量数据伪装与还原方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN102509056A CN102509056A (zh) | 2012-06-20 |
CN102509056B true CN102509056B (zh) | 2014-04-23 |
Family
ID=46221137
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201110293514.7A Expired - Fee Related CN102509056B (zh) | 2011-09-28 | 2011-09-28 | 基于要素几何精度弱化的gis矢量数据伪装与还原方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN102509056B (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103093414B (zh) * | 2013-01-22 | 2015-11-18 | 南京师范大学 | 一种dom栅格数据脱密与恢复方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6804394B1 (en) * | 1998-04-10 | 2004-10-12 | Hsu Shin-Yi | System for capturing and using expert's knowledge for image processing |
CN101556578A (zh) * | 2009-05-12 | 2009-10-14 | 南京师范大学 | 一种gis矢量数据文件访问控制方法 |
CN101782400A (zh) * | 2010-02-03 | 2010-07-21 | 南京师范大学 | 基于路径的面状地图符号模型及基于该模型的共享方法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20110058089A (ko) * | 2009-11-25 | 2011-06-01 | 한국전자통신연구원 | 백터 기반 gis를 이용한 객체 및 이벤트 관리 장치 및 방법 |
-
2011
- 2011-09-28 CN CN201110293514.7A patent/CN102509056B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6804394B1 (en) * | 1998-04-10 | 2004-10-12 | Hsu Shin-Yi | System for capturing and using expert's knowledge for image processing |
CN101556578A (zh) * | 2009-05-12 | 2009-10-14 | 南京师范大学 | 一种gis矢量数据文件访问控制方法 |
CN101782400A (zh) * | 2010-02-03 | 2010-07-21 | 南京师范大学 | 基于路径的面状地图符号模型及基于该模型的共享方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN102509056A (zh) | 2012-06-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102332079B (zh) | 基于误差随机干扰的gis矢量数据伪装与还原方法 | |
EP3496008B1 (en) | Method and apparatus for processing convolution operation in neural network | |
CN108959478A (zh) | 一种云环境下的密文图像检索方法及系统 | |
Harahap et al. | Copyright protection of scientific works using digital watermarking by embedding DOI QR code | |
CN102752103A (zh) | 一种抗des功耗攻击的增强型mask掩码方法 | |
CN102243700B (zh) | 一种基于混沌变换的shp线面图层数据伪装与还原方法 | |
Yang et al. | [Retracted] Robust Zero Watermarking Algorithm for Medical Images Based on Zernike‐DCT | |
Du et al. | Bilateral semantic fusion Siamese network for change detection from multitemporal optical remote sensing imagery | |
Yi et al. | A robust zero-watermarkinging algorithm based on PHTs-DCT for medical images in the encrypted domain | |
Hou et al. | A reversible watermarking scheme for vector maps based on multilevel histogram modification | |
Li et al. | SRP‐AKAZE: an improved accelerated KAZE algorithm based on sparse random projection | |
Liu et al. | Robust zero watermarking algorithm for medical images using local binary pattern and discrete cosine transform | |
CN102509056B (zh) | 基于要素几何精度弱化的gis矢量数据伪装与还原方法 | |
Yang et al. | New CNN-based predictor for reversible data hiding | |
Sun et al. | Rotating machinery fault diagnosis based on optimized Hilbert curve images and a novel bi-channel CNN with attention mechanism | |
Liu et al. | TBFormer: Two-branch transformer for image forgery localization | |
CN102799837B (zh) | 基于插值预测的线面类型gis矢量数据伪装与还原方法 | |
CN102509058B (zh) | 基于冗余位替换的点类型gis矢量数据伪装与还原方法 | |
Tang et al. | Gender-adversarial networks for face privacy preserving | |
Araghi et al. | Analysis and evaluation of template based methods against geometric attacks: a survey | |
Yang et al. | Remote Sensing Image Object Detection Based on Improved YOLOv3 in Deep Learning Environment | |
CN114692838A (zh) | 数据处理装置、数据处理方法及相关产品 | |
Sun et al. | Lossless digital watermarking scheme for image maps | |
Tiankai et al. | A robust authentication algorithm for medical images based on fractal Brownian model and visual cryptography | |
Sugawara | Hardware Performance Evaluation of Authenticated Encryption SAEAES with Threshold Implementation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20140423 Termination date: 20160928 |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |