專利名稱：一種基于多元空間特征的gis矢量數(shù)據(jù)版權(quán)認(rèn)證方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本 發(fā)明屬于地理信息版權(quán)保護(hù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于多元空間特征的GIS矢量數(shù)據(jù)版權(quán)認(rèn)證方法。
背景技術(shù)：
Internet / Intranet的飛速發(fā)展，在為數(shù)據(jù)共享提供了快捷傳播通道的同時(shí)，使得數(shù)據(jù)產(chǎn)品的非法、侵權(quán)使用日益猖獗。生產(chǎn)成本高昂、精度高，與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)防安全大局息息相關(guān)的GIS矢量數(shù)據(jù)產(chǎn)品，其版權(quán)保護(hù)問(wèn)題影響深遠(yuǎn)、意義重大。以數(shù)字水印為代表的版權(quán)標(biāo)記技術(shù)，是目前GIS矢量數(shù)據(jù)版權(quán)保護(hù)使用的主要方法。數(shù)字水印算法應(yīng)當(dāng)具有魯棒性、不可感知性等特征。魯棒性要求原始數(shù)據(jù)盡可能多包含版權(quán)標(biāo)記，而不可感知性要求盡可能少的改變?cè)紨?shù)據(jù)。目前大部分?jǐn)?shù)字水印算法都需在宿主信息中嵌入水印信息，因此，水印的魯棒性不僅要受到嵌入容量的限制，還不可避免的要與不可感知性發(fā)生沖突。為了解決二者之間的矛盾，有專家學(xué)者提出“提取數(shù)字產(chǎn)品的重要特征來(lái)構(gòu)造版權(quán)標(biāo)記，但不修改原數(shù)字產(chǎn)品任何數(shù)據(jù)”的思想。本發(fā)明基于上述研究思想，提出構(gòu)造多元空間特征實(shí)現(xiàn)GIS矢量數(shù)據(jù)中線、面圖層的版權(quán)認(rèn)證，算法本身的非嵌入性，滿足了不可感知性的要求，同時(shí)，算法具有較好的魯棒性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于多元空間特征的GIS矢量數(shù)據(jù)版權(quán)認(rèn)證方法，其不會(huì)損害原始數(shù)據(jù)的精度，具有良好的可擴(kuò)展性，較好的魯棒性。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種基于多元空間特征的GIS矢量數(shù)據(jù)版權(quán)認(rèn)證方法，包括下列步驟
(1)提取原始數(shù)據(jù)P所有空間實(shí)體的質(zhì)心坐標(biāo)(X，Y)和頂點(diǎn)個(gè)數(shù)n，形成序列S{XI，Yl, I ；X2, Y2，2 ； ...... ；Xn, Yn, n}；
(2)求取閾值，步驟如下
(i )根據(jù)原始數(shù)據(jù)P，取出所包含的空間實(shí)體個(gè)數(shù)N ;
(ii )依次遍歷N個(gè)空間實(shí)體，取出每一個(gè)空間實(shí)體的頂點(diǎn)個(gè)數(shù)，構(gòu)成集合{C}，并得到所遍歷空間實(shí)體的頂點(diǎn)個(gè)數(shù)最大值Cmax、最小值Cmin ；
(iii)依次遍歷N個(gè)空間實(shí)體，取出每一個(gè)空間實(shí)體的質(zhì)心坐標(biāo)，構(gòu)成集合{ (X，Y)}，并得到所遍歷空間實(shí)體的質(zhì)心坐標(biāo)集合中X和Y的最大、最小值Xmax、Xmin> Ymax> Ymin ；
(iv )根據(jù)頂點(diǎn)個(gè)數(shù)的最大值Cmax、最小值Cmin和質(zhì)心坐標(biāo)X和Y的最大、最小值Xmax> Xmin> Ymax> Ymin,隨機(jī)生成同樣包含N個(gè)空間實(shí)體的新圖層數(shù)據(jù),并確保每一個(gè)隨機(jī)創(chuàng)建的空間實(shí)體符合兩個(gè)條件①質(zhì)心坐標(biāo)(Xi，Yi)滿足Xmin < Xi < Xmax,Ymin < Yi <Ymax ;②頂點(diǎn)個(gè)數(shù)Ci滿足Cmin < Ci < Cmax,其中，0 ^ i < N ；
(V )循環(huán)第(iv)步驟M次得到M個(gè)新圖層數(shù)據(jù)Di，其中，OS i < M；
(vi )依次計(jì)算新圖層Di與原始數(shù)據(jù)P的相似度Dis，取出最大相似度值作為閾值；(3)生成完整的多元空間特征序列K，K為{XI,Yl, I ；……；Xn，Yn，n ;閾值}，利用壓縮編碼技術(shù)將其壓縮；
(4)對(duì)待檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行版權(quán)認(rèn)證，其步驟如下
(i )根據(jù)序列K提取原始數(shù)據(jù)P所有的頂點(diǎn)個(gè)數(shù)P_COUNTS、ID號(hào)P_ID，提取待檢測(cè)數(shù)據(jù)T所有的頂點(diǎn)個(gè)數(shù)T_COUNTS、ID號(hào)T_ID ；
(ii )從(i )所提取的頂點(diǎn)個(gè)數(shù)和ID號(hào)中選取兩對(duì)匹配點(diǎn)對(duì)？_101、P_C0UNTS1、T_IDl、T_C0UNTS1 和 P_ID2、P_C0UNTS2、T_ID2、T_C0UNTS2,使 P_C0UNTS1 與 T_C0UNTS1 唯一且相等或最接近(首先選擇相等的，如果沒(méi)有相等的，則選擇最接近的)，使？_0^見(jiàn)^2與T_C0UNTS2唯一且相等或最接近(首先選擇相等的，如 果沒(méi)有相等的，則選擇最接近的)；
(iii )根據(jù)質(zhì)心計(jì)算空間實(shí)體P_ID1和P_ID2間的平均距離Ml和方位角Al，計(jì)算T_IDl和T_ID2間的平均距離M2和方位角A2 ；
(iv )計(jì)算原始數(shù)據(jù)P中ID號(hào)為P_ID1的空間實(shí)體和其他空間實(shí)體間的平均距離和方位角，獲得組A ;計(jì)算待測(cè)數(shù)據(jù)T中ID號(hào)為T_ID1的空間實(shí)體和其他空間實(shí)體間的平均距離和方位角，獲得組B ;通過(guò)以下對(duì)比方法，利用下面公式計(jì)算待測(cè)數(shù)據(jù)T與原始數(shù)據(jù)P的相似度Dis ；
權(quán)利要求
1.一種基于多元空間特征的GIS矢量數(shù)據(jù)版權(quán)認(rèn)證方法，其特征在于，包括下列步驟 (1)提取原始數(shù)據(jù)P所有空間實(shí)體的質(zhì)心坐標(biāo)(X，Y)和頂點(diǎn)個(gè)數(shù)n，形成序列S{XI，Yl, I ；X2, Y2，2 ； ......；Xn, Yn, n}； (2)求取閾值，步驟如下 (i )根據(jù)原始數(shù)據(jù)P，取出所包含的空間實(shí)體個(gè)數(shù)N ; (ii )依次遍歷N個(gè)空間實(shí)體，取出每ー個(gè)空間實(shí)體的頂點(diǎn)個(gè)數(shù)，構(gòu)成集合{C}，并得到所遍歷空間實(shí)體的頂點(diǎn)個(gè)數(shù)最大值Cmax、最小值Cmin ；(iii)依次遍歷N個(gè)空間實(shí)體，取出每ー個(gè)空間實(shí)體的質(zhì)心坐標(biāo)，構(gòu)成集合{ (X，Y)}，并得到所遍歷空間實(shí)體的質(zhì)心坐標(biāo)集合中X和Y的最大、最小值Xmax、Xmin> Ymax> Ymin ； (iv )根據(jù)頂點(diǎn)個(gè)數(shù)的最大值Cmax、最小值Cmin和質(zhì)心坐標(biāo)X和Y的最大、最小值Xmax>Xmin> Ymax> Ymin,隨機(jī)生成同樣包含N個(gè)空間實(shí)體的新圖層數(shù)據(jù),并確保姆一個(gè)隨機(jī)創(chuàng)建的空間實(shí)體符合兩個(gè)條件①質(zhì)心坐標(biāo)(Xi，Yi)滿足Xmin < Xi < XmaxjYmin く Yi くYmax !②頂點(diǎn)個(gè)數(shù)Ci滿足Cmin < Ci < Cmax,其中，O ^ i < N ； (V )循環(huán)第(iv)步驟M次得到M個(gè)新圖層數(shù)據(jù)Di，其中，O < i < M； (vi )依次計(jì)算新圖層Di與原始數(shù)據(jù)P的相似度Dis，取出最大相似度值作為閾值； (3)生成完整的多元空間特征序列K，K為{XI,Yl, I ；……；Xn，Yn，n ;閾值}，利用壓縮編碼技術(shù)將其壓縮； (4)對(duì)待檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行版權(quán)認(rèn)證，其步驟如下 (i )根據(jù)序列K提取原始數(shù)據(jù)P所有的頂點(diǎn)個(gè)數(shù)P_COUNTS、ID號(hào)P_ID，提取待檢測(cè)數(shù)據(jù)T所有的頂點(diǎn)個(gè)數(shù)T_COUNTS、ID號(hào)T_ID ； (ii )從(i )所提取的頂點(diǎn)個(gè)數(shù)和ID號(hào)中選取兩對(duì)匹配點(diǎn)對(duì)？_101、P_C0UNTS1、T_IDl、T_C0UNTS1 和 P_ID2、P_C0UNTS2、T_ID2、T_C0UNTS2,使 P_C0UNTS1 與 T_C0UNTS1 唯一且相等或最接近，使P_C0UNTS2與T_C0UNTS2唯一且相等或最接近； (iii )根據(jù)質(zhì)心計(jì)算空間實(shí)體P_ID1和P_ID2間的平均距離Ml和方位角Al，計(jì)算T_IDl和T_ID2間的平均距離M2和方位角A2 ； (iv )計(jì)算原始數(shù)據(jù)P中ID號(hào)為P_ID1的空間實(shí)體和其他空間實(shí)體間的平均距離和方位角，獲得組A ;計(jì)算待測(cè)數(shù)據(jù)T中ID號(hào)為T_ID1的空間實(shí)體和其他空間實(shí)體間的平均距離和方位角，獲得組B ;通過(guò)以下對(duì)比方法，利用下面公式計(jì)算待測(cè)數(shù)據(jù)T與原始數(shù)據(jù)P的相似度Dis ； = ^-- n 其中，equalf (A, Bi):基于Ml、M2、Al、A2將B組中的平均距離Bmi和方位角Bai與A組中的數(shù)值進(jìn)行比對(duì)，對(duì)比結(jié)果為O或I ; E :對(duì)比結(jié)果中記錄為I的總個(gè)數(shù)； n B組記錄總數(shù)； 所述對(duì)比方法為 I)直接將Bi與A組中數(shù)值進(jìn)行循環(huán)比對(duì)，平均距離與方位角都相同，該項(xiàng)記錄結(jié)果為1，在A組中剔除此項(xiàng)，構(gòu)成新的隊(duì)列繼續(xù)進(jìn)行下輪對(duì)比；如果沒(méi)有循環(huán)查找出平均距離和方位角都相同的項(xiàng)，記錄結(jié)果為O ; 2)Bai+Al-A2與A組中數(shù)值進(jìn)行循環(huán)比對(duì)，Bai+A1_A2與A組中某項(xiàng)的方位角相同，繼續(xù)將Bmi與A組中該項(xiàng)的平均距離比對(duì)，如果也相同，記錄結(jié)果為1，在A組中剔除此項(xiàng)，構(gòu)成新的隊(duì)列繼續(xù)進(jìn)行下輪對(duì)比；如果按照本算法，沒(méi)有循環(huán)查找出平均距離和方位角都相同的項(xiàng)，記錄結(jié)果為O ; 3)Bai與A組中數(shù)值進(jìn)行循環(huán)比對(duì)，Bai與A組中某項(xiàng)的方位角相同，繼續(xù)將Bmi X Ml M2與A組中該項(xiàng)的平均距離比對(duì)，如果也相同，記錄結(jié)果為1，在A組中剔除此項(xiàng)，構(gòu)成新的隊(duì)列繼續(xù)進(jìn)行下輪對(duì)比；如果按照本算法，沒(méi)有循環(huán)查找出平均距離和方位角都相同的項(xiàng)，記錄結(jié)果為O ; 4)Bmi XMl +M2，Bai+A1_A2 與 A 組中數(shù)值進(jìn)行循環(huán)比對(duì)，Bmi XMl +M2、Bai+A1_A2 分別與A組中的距離、方位角都相同，記錄結(jié)果為1，在A組中剔除此項(xiàng)，構(gòu)成新的隊(duì)列繼續(xù)進(jìn) 行下輪對(duì)比；如果按照本算法，沒(méi)有循環(huán)查找出平均距離和方位角都相同的項(xiàng)，記錄結(jié)果為O ； 選取上述對(duì)比方法中:(立鳥)的最大值，根據(jù)所述公式確定Dis的最終結(jié)果； (V )Dis大于等于閾值則認(rèn)證成功，Dis小于閾值則認(rèn)證失敗。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于多元空間特征的GIS矢量數(shù)據(jù)版權(quán)認(rèn)證方法，涉及地理信息版權(quán)保護(hù)領(lǐng)域，通過(guò)提取原始數(shù)據(jù)中空間實(shí)體的質(zhì)心和頂點(diǎn)個(gè)數(shù)，結(jié)合計(jì)算出閾值，在認(rèn)證時(shí)根據(jù)頂點(diǎn)個(gè)數(shù)選擇匹配點(diǎn)對(duì)，然后基于質(zhì)心計(jì)算出的平均距離和方位角，求得待檢測(cè)數(shù)據(jù)和原始數(shù)據(jù)的相似度，最后與閾值比較進(jìn)行版權(quán)認(rèn)證。此種版權(quán)認(rèn)證方法，不會(huì)損害原始數(shù)據(jù)的精度，具有良好的可擴(kuò)展性，較好的魯棒性。
文檔編號(hào)G06F17/30GK102651059SQ201210094930
公開(kāi)日2012年8月29日 申請(qǐng)日期2012年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月1日
發(fā)明者康莉, 張麗娟, 張富, 王煜, 葛玻 申請(qǐng)人:洛陽(yáng)理工學(xué)院