[发明专利]一种高程数据脱密与恢复方法

权利要求书

1.一种高程数据脱密与恢复方法，其特征在于，包括如下过程：

（一）高程数据的脱密过程

步骤11：确定脱密变换量

输入高程数据总体变换量sumpara和非线性变换量nonlinear，其中，0<nonlinear<=sumpara；

步骤12：确定高程数据范围

打开原始高程数据H，获取其最小外接矩形R，其中，R左下角坐标为（x_min，y_min），右上角坐标为（x_max，y_max）；

步骤13：计算非线性变换参数a₀、a₁、a₂、a₃、a₄、a₅、非线性变换缩放系数scale和线性变换量linear，具体步骤如下：

a）获取高程点数据，设高程点集合为Points={(Px_i,Py_i,Pz_i)|i=1，2，．．．，k}，其中k为高程点个数；

b）判断高程点数量，如果k<6，则返回错误，否则根据公式（1）对高程点集合Points进行最小二乘解算，得到非线性变换参数a₀、a₁、a₂、a₃、a₄、a₅；

Pz_i=a₀+a₁Px_i+a₂Py_i+a₃Px_i²+a₄Px_iPy_i+a₅Py_i²    （1）

c）在最小外接矩形R范围内生成m*n个均匀样本点组成样本点集合SamplePoints={(Sx_j,Sy_j)|j=1，2，．．．，num}，其中m是X方向样本点数量，n是Y方向样本点数量，m>=3，n>=3，num=m*n，根据公式（2）和非线性变换参数a₀、a₁、a₂、a₃、a₄、a₅计算样本点高程值，得到三维样本点集合SamplePoints={(Sx_j,Sy_j,Sz_j)|j=1，2，．．．，num}；

Sz_j=a₀+a₁Sx_j+a_2Sy_j+a₃Sx_j²+a₄Sx_jSy_j+a₅Sy_j²    （2）

d）遍历三维样本点集合SamplePoints，获取其高程值中的最大值hMax和最小值hMin，根据公式（3）计算高程非线性变换放大或缩小倍数scale，

scale=nonlinear/（hMax-hMin）    （3）

e）遍历三维样本点集合SamplePoints，根据公式（4）计算每个样本点新的高程值，生成新的三维样本点集合SamplePoints’={(Sx_j,Sy_j,Sz_j’)|j=1，2，．．．，num}，

Sz_j’=Sz_j*scale    （4）

f）根据公式（5）计算高程线性变换量linear，

linear=sumpara-Σj=0numSzj′/num---(5)]]>

步骤14：修改原始数据高程值，具体步骤如下：

a）根据公式（6）和非线性变换参数a₀、a₁、a₂、a_3、a₄、a₅计算利用原始高程点拟合的高程值Pz_i’；

Pz_i’=a₀+a₁Px_i+a₂Py_i+a₃Px_i²+a₄Px_iPy_i+a₅Py_i²    （6）

b）根据公式（7）计算脱密后高程点集合Points中高程值Pz_i”，生成脱密后的高程点集合Points’={(Px_i,Py_i,Pz_i”)|i=1，2，．．．，k}；

Pz_i″=Pz_i+Pz_i′*scale+linear    （7）

步骤15：根据公式（8）计算高程脱密中误差RMSE，

RMSE=Σi=0k(Pz′′-Pzi)2/num---(8)]]>

步骤16：保存脱密后的高程数据DH，非线性变换参数a₀-a₅及非线性变换放大或缩小倍数scale、线性变换量linear，并组成密钥Key，使用DES对称加密算法对密钥Key进行加密并存入密钥文件Key.txt；

（二）脱密后高程数据的恢复过程

步骤21：读取密钥文件Key.txt，使用DES算法解密后提取密钥Key；

步骤22：打开脱密后的高程数据DH，获取脱密后的高程点集合Points’={(Px_i,Py_i,Pz_i”)|i=1，2，．．．，k}，根据密钥中非线性变换参数a₀-a₅和公式（6）计算利用高程点拟合的高程值Pz_i’；

步骤23：根据公式（9）及密钥和生成的高程值Pz_i’计算每个高程点恢复后的高程值Pz_i，生成恢复后的高程点集合Points={(Px_i,Py_i,Pz_i”)|i=1，2，．．．，k}，

Pz_i=Pz_i″-Pz_i′*scale-linear    （9）

步骤24：保存恢复后的高程数据RH。