[发明专利]一种基于数据点定位的矢量地理数据数字水印方法

说明书

技术领域

本发明属于地理信息版权保护领域，具体涉及一种基于数据点定位的抗数据拼接与更新的矢量地理数据数字水印嵌入和检测算法，以提高矢量数据数字水印抗数据拼接和数据更新攻击能力。

背景技术

矢量地理数据是基础地理信息数据的主要组成部分，更是广泛应用在国家经济建设的方方面面。当前，我国经济飞速发展，国家加大了基础设施建设的力度，用于城市规划、工程设计、施工放样的矢量地理数据需求量增多，且现势性要求高。为了满足城乡发展建设的需要，提高矢量地理数据现势性，矢量地理数据更新问题就显得尤为重要。

在矢量地理数据生产过程中，为了便于数据的采集和使用，需要将数据采集区域划分成若干块，因此矢量地理数据特别是基础比例尺矢量地理数据大部分以分幅的形式存贮、管理和分发。然而，在矢量地理数据应用中，特别是地理信息系统和地理信息数据库的应用，打破了矢量地理数据使用的图幅限制，为了制图或者空间分析的需要，经常需要把多幅数据进行拼接处理，进行全图分析或者生成热点区域的地图。同时，在新的地理数据的生产模式下，矢量地理数据的生产不仅仅是进行原始数据的生产，大部分情况下是通过遥感影像对现有的矢量地理数据进行更新。

由于我国经济飞速发展，很多地区的变化日新月异，这在矢量地理数据更新中的表现则是原有的数据很多都不再适用，从而生成新的矢量地理数据中原始数据的比例很小。另外，若是未得到授权的用户使用嵌入水印的数据作为自己生产地理数据的来源，这时虽然也可以说生成的数据是新的数据，声明原始版权并不一定合适，但是对于数据的非法使用仍然是应该追究的。在这些情况下，针对新生成的矢量地理数据产品，数字水印技术也应该能够保护原始数据提供者的版权。

目前的算法主要将这些情况简单当作数据编辑中的增加数据点来处理，把不含有水印的数据当作噪声，但是在实验和实际应用中证明很多时候无法检测到水印信息。

发明内容

本发明的目的在于：针对目前矢量地理数据的拼接与更新无法有效检测水印信息的问题，利用脆弱水印篡改定位特征，提出一种基于数据点定位的矢量地理数据数字水印算法，使得水印算法在抗数据拼接和数据更新攻击方面具有好的鲁棒性。

为了实现上述发明目的，本发明所采取的技术方案为：

一种基于数据点定位的矢量地理数据数字水印方法，包括以下过程：

（1）水印信息生成

步骤一：采用坐标映射的方法生成水印信息，将水印信息映射至固定长度的二进制序列，使它们之间一一对应，对二进制序列进行置乱可以得到待嵌入的鲁棒水印信息；

步骤二：矢量地理数据的读取和处理，读取待嵌入水印信息的矢量地理数据，获取矢量数据点的横坐标、纵坐标组成的坐标对，记为(x,y)；

步骤三：提取所有数据点，对任意数据点(x_i,y_i)，利用数据点的坐标特征生成脆弱水印信息；

（2）水印嵌入过程

步骤一：针对已获得的矢量数据点的x坐标，利用映射水印算法将鲁棒水印信息嵌入到矢量地理数据的x坐标上，y坐标不做鲁棒水印嵌入，留待做脆弱水印嵌入；

步骤二：针对已获得的矢量数据点的y坐标，利用量化思想，根据量化步长N进行水印嵌入，水印嵌入规则如下：