[发明专利]一种基于紧支撑径向基函数的DEM局部脱密与恢复方法

说明书

本发明公开了一种基于紧支撑径向基函数的DEM局部脱密与恢复方法，主要包括以下步骤：（1）对DEM数据的局部区域进行脱密处理，包括控制点选择及其变换量设置、紧支撑径向基函数脱密模型建立、DEM数据局部脱密处理等步骤；（2）对局部脱密DEM数据进行恢复处理，包括密钥解密读取、局部恢复模型建立、局部脱密DEM数据恢复处理等步骤。本发明方法具有紧支撑、控制点精确变换、安全性高等特性，可为DEM数据的安全共享提供技术支持。

技术领域

本发明涉及地理信息安全技术领域，特别是一种基于紧支撑径向基函数的DEM局部脱密与恢复方法。

背景技术

DEM作为地理空间数据的一种，主要用于描述地形形状大小和起伏特征，被广泛应用于地形分析和工程建设等领域中。同时，DEM数据作为国家基本信息战略资源，在社会发展、经济建设和国防建设中具有重要作用，需要通过脱密等技术手段将秘密级DEM数据转变为符合公开精度要求的DEM数据才能进行共享应用。

DEM数据脱密既有全局脱密，又有局部脱密。局部脱密仅对局部敏感区域的DEM数据进行垂直方向偏移，使变形均匀渐进，保持局部垂直拓扑关系。此外，局部区域周围一定半径内的DEM数据也相应偏移，偏移量随着距离的增大而减小，而距离大于半径外的DEM数据不作处理。目前，地理数据几何精度脱密主要是针对全局的，而对于局部脱密的研究较少。另一方面，一些DEM数据安全保护方法，如DEM数据伪装技术将DEM数据处理为无实际意义的高程数据，无法满足DEM数据的共享应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供一种基于紧支撑径向基函数的DEM局部脱密与恢复方法，本方法具有局部紧支撑、控制点精确变换、变形均匀渐进、安全性高等特点。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

根据本发明提出的一种基于紧支撑径向基函数的DEM局部脱密与恢复方法，包括以下步骤：

步骤1、对DEM数据进行脱密处理，得到脱密处理后的DEM数据；

所述脱密处理包括脱密控制点选取与脱密变换量设置、建立局部脱密模型并根据该局部脱密模型对DEM数据进行局部脱密处理，得到脱密处理后的DEM数据；

脱密控制点选取与脱密变换量设置、建立局部脱密模型的具体过程如下：

(1.1)、脱密控制点选取与脱密变换量设置：选取敏感地形特征点作为脱密控制点，敏感地形特征点包括山谷点和山脊点，并给予脱密变换量Δz_i，得到脱密控制点坐标(x_i,y_i),i＝1,2,...,n，；其中，x_i为第i个脱密控制点的横坐标，y_i为第i个脱密控制点的纵坐标，n为脱密控制点个数；

(1.2)、建立基于紧支撑径向基函数的局部脱密模型；

(1.2.1)、选择正定紧支撑径向基函数作为紧支撑基函数，其公式如式(1)所示：

其中，r为紧支撑基函数的参数，r₀为紧支撑基函数的紧支撑半径，X为输入高程点，X_i为第i个脱密控制点；(1-r)₊为紧支撑域控制函数，其定义为：

(1.2.2)、设定紧支撑半径：紧支撑半径至少大于脱密变换量的100倍；

(1.2.3)、根据步骤(1.2.1)选择的基函数与设定的紧支撑半径建立紧支撑径向基函数插值模型F(X)，如式(3)所示：

其中，为紧支撑基函数，‖*‖为欧几里得2范数，w_i为第i个线性组合系数；