保持数据可用性的矢量地图数字水印方案研究EI北大核心CSCD

伴随大数据时代的到来,信息复制、扩散及编辑变得越来越容易,矢量地图的非法传播、倒卖与恶意篡改等行为也越发频繁,给数据生产方或合法拥有方造成难以估量的损失。除了制定严格的法律、法规来规范地理信息市场,还需要依赖技术手段作为法律执行的有力支撑,数字水印作为信息安全领域的前沿技术得到了广泛关注,并逐步引用到矢量地图中。     

不确定性条件下的下辽河平原地下水脆弱性评价及空间分布软区划

建立地下水脆弱性评价的DRASTICH模型,辨析各个参数的不确定性特征,采用随机模拟方法同时对随机性参数和模糊性参数模拟赋值。分别对模糊性参数和脆弱性指数统计值设立具有概率分布意义的置信水平和百分位,得到多重地下水脆弱性的指数区间,在此基础上,分别绘制地下水脆弱性的保守分布图和冒险分布图,并对研究区地下水脆弱性分布状况进行分析。结果表明：① 以模糊区间形式表示的地下水脆弱性评价结果,能反映多种不确定因素综合影响下的地下水脆弱性客观实际情况,可提供更多可靠性方面的信息;② 以软区划方式制作地下水脆弱性分布图,保留了不确定性客观存在的事实,可给予决策者更多参考信息和调整余地;③ 地下水脆弱性软区划分布图显示：保守分布的脆弱性程度总体要高于冒险分布,置信水平选择越高,冒险分布与保守分布的空间分布差异越接近,且与最大可能性分布情况越接近;④ 研究区地下水脆弱性分布具有明显的空间集聚现象,地下水高脆弱性区域主要集聚在下辽河平原中部和南部地区,低脆弱性区域一般分布在下辽河平原东、西两侧地区。     

基于区间映射和最大扰动区域的矢量地图可逆水印算法EI北大核心CSCD

针对传统矢量地图可逆水印算法往往因片面追求水印容量而容易暴露水印的问题,本文设计了一种扰动程度可控的矢量地图可逆水印算法。首先,基于量化索引调制的思想设计了坐标点的状态区间轴,利用水印信息调制坐标点的状态值实现水印的嵌入;然后,利用最大扰动区域方法限定坐标点状态区间的范围,确保水印信息的嵌入对数据的扰动控制在合理范围内,不会对数据质量造成较大影响;最后,将二进制水印信息十进制化,利用十进制数在最大扰动区域范围内调制坐标点的状态值,实现水印信息的大容量嵌入。试验结果表明,本文提出的矢量地图可逆水印算法不仅容量大,而且扰动程度可控,对常规几何攻击、坐标点攻击等具备较强的稳健性,能够较好地处理水印容量、不可见性及稳健性之间的相互制约关系。     

运用多重频率变换的矢量地图数字水印算法

针对传统基于频率域变换的矢量地图数字水印算法受限于变换系数的稳定性和嵌入位置的随机性，难以同时抵抗旋转、缩放和平移等几何攻击，不可见性也较差，导致其在矢量地图中的应用受到极大的限制的问题。提出一种基于离散傅里叶变换(DFT)和奇异值分解(SVD)多重变换的混合域矢量地图水印方法，采用互补优化策略提升频率域水印算法的性能。该方法对坐标点序列进行DFT变换，再对变换得到的DFT幅度系数进行SVD变换，通过耦合幅度系数与奇异向量的几何不变性可以得到一个具有旋转、缩放、平移不变性的特征不变量序列，并将其作为水印嵌入域；在水印嵌入阶段，对所有特征不变量乘以10⁹,同时采用量化索引调制(QIM)方式将水印信息嵌入至放大后的特征不变量。实验结果显示，水印嵌入造成的误差被控制在非常小的数值范围；在平移、旋转、缩放、裁剪以及组合攻击下，均能提取出完整的水印信息。该文提出的DFT-SVD混合变换域的矢量地图水印算法能够有效提升DFT域水印算法的鲁棒性，并具有良好的不可见性，为提升矢量地图频率域水印算法的实用性提供一种参考方案。