[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

摘要

本发明公开了一种基于数据点定位的矢量地理数据数字水印嵌入和检测算法，属于地理信息版权保护的技术领域。本发明的方法针对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，设计一种基于数据点定位的矢量地理数据数字水印算法，针对数据拼接和数据更新攻击，在水印检测时能够将原始数据点（即含有水印信息的数据点）定位出来，并结合鲁棒水印有效检测出数据的原始版权，保护数据拥有者的权益。

主权项

一种基于数据点定位的矢量地理数据数字水印方法，其特征在于包括以下过程：（1）水印信息生成：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；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)；提取所有数据点，对任意数据点(xi,yi)，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：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；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： y bi = w i , y bi < N y bi = N + w i , N ≤ y bi < 2 N . . . . . . y bi = ( n - 2 ) N + w i ( n - 2 ) N ≤ y bi < ( n - 1 ) N y bi = ( n - 1 ) N + w i ( n - 1 ) N ≤ y bi < 9 ybi为任意数据点(xi,yi)精度位上的纵坐标数据，用水印嵌入规则修改后的ybi替换原先的数据位，得到嵌入水印后的数据；保存嵌入水印信息后的矢量地理数据；（3）水印检测过程：数据的读取和处理，读取含水印信息的矢量地理数据，提取出待检测矢量地理数据中所有数据点坐标对，记为(x′,y′)；根据脆弱水印信息生成方法，对(x′,y′)进行映射，得到映射结果w′；根据量化步长N，通过下式计算提取出的水印，提取出水印信息，仍然记为w′； w i ′ = w i ′ , y bi ′ < N w i ′ = N + w i ′ , N ≤ y bi ′ < 2 N . . . . . . w i ′ = ( n - 2 ) N + w i ′ , ( n - 2 ) N ≤ y bi ′ < ( n - 1 ) N w i ′ = ( n - 1 ) N + w i ′ , ( n - 1 ) N ≤ y bi ′ ≤ 9 将w′i与精度位上的坐标值y′bi进行比较，若两者相同，则对应数据点标记为原始数据点；若两者不等，则对应数据点不是原始数据点，不作标记；对于经过数据脆弱水印检测标识出的数据，使用与水印嵌入算法对应的检测算法进行鲁棒水印检测，得到二值水印序列，然后对二值水印序列进行逆置乱，根据固定长度的二进制序列和水印信息之间的映射关系，匹配得到最终水印信息。