基于同步函数的栅格地理数据变换域盲水印算法

提出一种适合于栅格地理数据版权保护的变换域盲水印算法。在分析栅格地理数据及其水印特征的基础上,引入数学映射思想,依据分块数据经傅立叶变换后的首个系数构建数据-水印同步函数,在水印信息与分块数据之间建立起稳健的具有双向定位性质的对应关系;采用量化思想设计水印嵌入规则,并在同步函数的指导下,将对应的水印信息嵌入分块数据中频分量系数的相位和幅值,在水印嵌入过程中建立了水印误差控制机制,以满足栅格地理数据精度要求。实验结果表明,所提出的算法既具有较好的不可感知性,又能有效保证栅格地理数据质量,尤为重要的是,算法对常规攻击、几何攻击及一定程度的复合攻击等具有好的鲁棒性,适用于栅格地理数据的版权保护。     

面向多级分发的矢量地理数据数字指纹算法

矢量地理数据在实际使用过程中通常经过多次分发,已有数字指纹算法多基于单次分发设计,仅能追踪单级分发下的数据泄露,难以追踪整个流通链条。该文提出一种面向多级分发的矢量地理数据数字指纹算法。首先,对矢量地理数据的顶点坐标进行归一化处理;然后,将归一化值的高位与分发级数建立哈希映射,将顶点划分为若干互不重叠的集合;最后,将各级指纹通过QIM方法分别嵌入划分所得的各个顶点集合中。其中,多级指纹编码采用级联码,外码为I码,内码为GD-PBIBD码。仿真实验表明,该算法对缩放、平移、增删点、裁剪等攻击具有较好的鲁棒性,且可有效抵抗常见的线性指纹攻击,准确地追踪到叛逆用户。该算法可用于矢量地理数据多级分发中,为版权保护及盗版追踪提供有力支持。     

基于节点特征的矢量地图零水印算法

为实现高保真矢量地图的版权保护,提出一种基于节点特征的矢量地图零水印算法。该方案以矢量地图线图元节点为基础,先采用道格拉斯一普克压缩算法提取特征节点,然后采用K-means聚类算法对特征点进行分块,最后根据各个分块内的特征点到聚类中心点距离的关系提取特征信息。处理水印图像时,先采用基于完全互补码的扩频技术扩大水印容量,然后采用混沌置乱保障水印的安全,再对水印图像进行分块处理,最后将水印信息与提取到的地图特征进行异或运算,由此构造出能够抗几何变化、简化、数据扰动等攻击的零水印参数。结果表明,该方案能够解决传统水印算法中地图精度与水印鲁棒性间的矛盾,并通过添加多重秘钥的方式保障了算法的安全性。     

适用于矢量瓦片缓存替换的视点相关预测区域算法

传统的缓存置换策略未充分考虑数据访问的空间特征,也不适用于基于矢量瓦片的替换。该文根据矢量瓦片的空间数据结构,提出一种适用于矢量瓦片缓存替换的视点相关预测区域算法:首先根据瓦片存储中多分辨率金字塔结构进行空间单元划分,并根据用户操作类型求解矢量瓦片及空间单元热度,从而构建用户视点位置相关的预测区域;然后综合考虑瓦片层级、空间单元热度及距离等因素进行预测区域分析,获得瓦片缓存价值并进行瓦片置换。通过与传统的FIFO、LRU和LFU缓存策略相比较,该算法的瓦片命中率比FIFO和LRU分别提高了近50%和20%,瓦片的请求耗时分别缩短了50%和30%左右,相比LFU也有明显优势。该研究为WebGIS提供了一种更具潜力的瓦片缓存方法。     

基于NSCT与改进SIFT特征点的GF-2影像水印算法

现有基于SIFT特征点的水印算法因特征区域重叠导致算法鲁棒性较差,不能满足GF-2影像版权保护的需求。该文采用Mean Shift对SIFT特征点进行优化和改进,提出一种基于NSCT与改进SIFT特征点的GF-2影像数字水印算法。首先,提取GF-2影像的SIFT特征点,采用Mean Shift对其进行聚类处理,将所有聚类中心作为影像的关键点,并计算关键点的平均SIFT描述符,以保证所生成的影像关键点具有与SIFT特征点相同的特征属性;其次,根据关键点构建影像的特征区域,并对其进行几何归一化处理;最后,对特征区域进行NSCT分解,选择低频子带进行奇异值分解,根据加性规则将水印信息的奇异值嵌入低频子带的奇异值中,并通过相应的逆变换得到含水印影像。与其他算法对比验证结果表明,该算法既具有良好的不可见性,又对常规攻击以及旋转、裁剪、缩放等几何攻击具有较好的鲁棒性,且能有效减轻特征区域的重叠现象,适用于GF-2影像的版权保护。     

一种基于矢量地图特征点和分块的零水印算法

近几年,数字水印作为版权保护的关键技术被用于矢量地图。目前,矢量图形水印算法主要分为空域算法和频域算法,但这两种算法在完成数字水印嵌入的同时,均修改了矢量地图数据,会影响地图精度,而且数字水印容易擦除。针对这一问题,温泉等首先提出了零水印方案,并成功将其应用于数字图像中。零水印是指不修改原始作品的内容,利用原     

一种抗要素删除的矢量地理数据精确认证算法

脆弱水印是数字水印技术的一个重要分支,可以实现对数据内容真实性的认证,并能准确检测到数据的篡改位置、篡改量甚至篡改类型,是解决矢量地理数据完整性认证难题的有力手段。基于脆弱水印技术,该文提出了一种抗要素删除的矢量地理数据精确认证算法。在认证内容嵌入过程中,首先按照"Zig-Zag"排序方式建立矢量地理数据的空间位置关系;然后,提取坐标值精度位前的数值生成脆弱水印信息;最后,根据量化的思想将水印信息嵌入到排序后的相邻数据点上。在认证时,将提取到的水印信息与生成的水印信息进行对比,根据二者是否一致来鉴别数据是否发生更新。实验结果表明,该文提出的认证算法可实现数据更新时的精确认证,对各种篡改包括要素删除、增加、平移等能够精确定位与标记。     

基于QR码和量化DCT的遥感影像数字水印算法

利用快速响应矩阵码(QR Code)生成原理和强自纠错特性的技术优势,提出了一种基于QR码和量化DCT的遥感影像数字水印算法。首先,将原始水印信息生成QR码并对其进行预处理,保存QR码的数据编码和纠错编码,同时将数据编码和特征水印结合生成待嵌入的水印信息;然后对载体遥感影像进行8×8分块DCT,根据量化规则将水印信息嵌入到载体遥感影像DCT域的直流系数中;最后,对所提算法进行验证。实验结果表明,该算法不仅降低了嵌入数据量,而且能够抵抗裁剪、压缩、噪声、滤波等常规攻击以及复合攻击,具有较强的鲁棒性和实用性。     

一种不依赖主键的地理数据库水印算法

根据数字水印技术,结合地理数据库中数据的坐标属性和特点,分析了传统数据库水印算法存在的主键依赖和嵌入不均匀等问题,提出了一种不依赖主键的地理数据库水印算法,通过对地理数据进行可嵌位的分离和映射,建立双重定位机制,实现了水印信息的同步,并引入校验方法增强水印算法的鲁棒性。实验结果表明,该算法能够较好地抵抗数据库的常用攻击方式,具有较强的可行性和实用价值。     

地图与遥感

地图编制与应用P2082006043824WorldWideWeb(WWW)上矢量地图数据的多分辨率传输算法=AnalgorithmforprogressivetransmissionvectormapdataovertheWWW/扬必胜,李清泉∥测绘学报.—2005,34(4).—355~360提出一种用于网络环境下多分辨率传输矢量地图数据的算法,此算法采用“点删除”技术用于分辨率描述原始的矢量地图数据,而且能够避免空间对象的自相交和维护拓扑关系的一致性.以此算法为基础开发了一个Client/Server结构的实验软件,在实验结果的基础上评估了该算法对提高网络环境下矢量地图数据传输效率的效果.实验结果表明,该算法用于…     

基于数据库存储方案的高性能瓦片地图服务研究

实时渲染与网络传输是影响WebGIS性能的两大因素,瓦片技术是改进系统性能的最佳选择,它通过对地图数据预先渲染、切片,有效减轻服务器处理压力,减少网络负载和响应延迟,但瓦片数据量庞大,磁盘存储碎片化,影响IO性能,数据可迁移性差,无论是数据备份、迁移或是恢复都耗时漫长。该文设计实现了一种新的基于文件数据库的瓦片存储方案,并将分布式缓存系统Memcached作为缓存支持集成在方案中,不仅克服了传统瓦片储存的缺陷,还在性能方面取得了优异的表现,是构建高性能瓦片地图服务的有益尝试。     

海量三维地形数据集的流式处理

该文提出基于网络实时交互的海量三维地形数据的流式处理方案。通过一个输出恒定的动态多分辨率简化算法,对三维地形数据进行裁剪简化,实现与总数据量和视点位置无关的恒定数据量输出;在算法输出的非均匀高程矩阵上,进一步采用三维地形数据流式编码解码算法,将高程矩阵进行离散余弦变换到频率域,并根据频谱分析结果引入累进式传输编码解码,结合服务质量控制,根据客户端和网络的性能状况进行自适应调节。实验表明,流式处理方案可以根据运行平台性能提供不同质量的场景复原,达到基于网络的实时交互性能。     

矢量空间数据渐进传输研究进展

渐进传输被认为是解决目前海量空间数据传输与实时用户体验之间矛盾的有效方法。栅格数据渐进传输的相关研究比较成熟,但矢量数据的渐进传输理论和技术还存在问题。为了推进矢量数据渐进传输的相关研究,该文对与矢量数据渐进传输密切相关的二维矢量数据、三维表面模型两种数据的多分辨率表达和渐进传输的研究现状进行归纳与总结,指出相关研究的发展方向,为海量空间数据适用于分布式网络传输提供参考依据。     

顾及用户体验的复杂三维城市模型组织方法

日益增长的三维城市模型在线实时可视化应用需求对大规模复杂三维城市模型的高效组织与管理提出了更高的要求,传统基于"图层-对象"的组织方法忽略了三维城市模型的不同分辨率下LOD差异及内容差异,而且大数据量在网络环境下的传输效率很低,难以满足网络环境下多用户并发访问的流畅可视化需求。该文对大范围漫游与小范围聚焦条件下的用户体验进行了分析,并提出了顾及用户体验的复杂三维城市模型数据自适应组织方法。采用索引元数据统筹模型对象的组织与调度,将小数据量的索引元数据和分辨率较低的模型数据打包传输,即时响应用户请求,并将多细节层次的复杂三维模型依据视觉特点合理分解存储并渐进调度,针对模型LOD和分解的对象,设计结构统一的对象ID,隐式存储关联关系并支持分布式模型存储管理。文中给出了详细的相关设计与实现,从数据的建模、组织到最终的高效绘制都给出了可行的解决方案。最后以分布式数据库MongoDB为平台验证了方法的可行性和有效性。     

基于眼动数据的网络地图界面用户兴趣分析方法

分析网络地图界面用户兴趣对完善网络地图界面设计和提升网络地图用户体验十分重要。现有的分析方法大多针对人机交互数据进行研究,无法直接反映用户的真实兴趣。为解决此问题,该文提出了基于眼动数据的网络地图界面用户兴趣分析方法。首先通过眼动实验,获取了用户在网络地图兴趣区内的注视点数量,并利用熵权法计算用户兴趣度;其次,融入用户背景信息,建立了网络地图用户兴趣信息集,通过决策树ID3算法对其进行分类,归纳提取了用户兴趣分析结果集;最后利用查全率、查准率与F值进行分析结果评价。实验表明,分析结果集匹配成功率为90%,基于眼动数据的用户兴趣分析成功率为85%,高于基于Web日志的用户兴趣分析结果,证明了该方法能有效分析网络地图界面用户兴趣。     

一种改进的DQG格网编码与经纬度高效转换算法

格网编码与经纬度间的转换效率是影响格网应用的关键因素。现有转换算法难以满足海量空间大数据的实时计算与分析需求,效率有待提升。为此,该文提出一种改进的DQG格网编码与经纬度高效转换算法:首先,引入二进制DQG格网编码代替四进制编码;然后,根据DQG格元的分布特征推导出格元行号和经度差的关系,以此改进格元列号的计算过程;最后,使用查找表进行Morton码的编码和解码,以提高转换效率。实验结果表明,该文提出的DQG格网编码与经纬度转换算法的平均效率分别是四进制DQG、单层二维SDZ算法的20.15倍和4.58倍,基本满足海量格网数据的实时转换与计算需求,为海量空间大数据的高效计算与分析奠定了基础。     

基于防重复嵌入双水印的DEM完整性认证算法

针对脆弱水印无法证明自身存在性的问题以及为防止通过先篡改再嵌入水印的篡改抵赖行为,提出一种基于防重复嵌入双水印的DEM完整性认证算法。该算法在水印嵌入前加入鲁棒水印预检测机制,若检测到数据含有鲁棒水印则无法继续对数据进行任何水印嵌入操作;若无,则根据DEM数据特征将载体数据划分为特征区域和非特征区域两部分。其中,特征区域用于嵌入鲁棒水印,由该部分数据生成的脆弱水印嵌入至数据的非特征区域。在水印检测时,首先检测鲁棒水印的存在性,若无则直接判断水印被破坏,说明数据不完整,若存在则继续检测脆弱水印的完整性,根据脆弱水印的检测结果进一步判断数据的完整性。实验结果表明,该算法能够有效防止水印的重复嵌入,同时完整性认证准确性良好。     

基于改进SURF算法的无人机遥感影像快速拼接

为了及时、准确地反映测区情况,需要在拍摄现场将获得的无人机遥感影像进行实时拼接.基于SURF的无人机遥感影像拼接算法具有尺度和旋转不变性,拼接效果较好,但该算法稳定性较差,拼接过程中大量误特征点被提取出来,导致计算量大、匹配效率低,无法满足实时拼接的要求.该文首先利用SURF算法粗提取特征点,然后利用RANSAC算法剔除被误提取的特征点,实现特征点的快速匹配和图像实时拼接.实验结果表明该文的算法不但可以得到很好的图像拼接效果,而且极大地提高了拼接效率.     

面向GIS的矢量线状符号填充算法研究

该文分析了GIS中矢量线状符号的特点与基本构成,提出了一种高效且通用的矢量线状符号的填充算法。该算法通过对构成矢量线状符号的几何图元进行旋转、变形、裁减等处理,可以实现对各种线状符号的填充,大大提高了算法的通用性和绘制效率。     

面向矢量数据叠加分析的拓扑一致性处理研究

在叠加分析、缓冲区分析、拓扑分析等各种矢量数据分析过程中,首要面对的便是矢量数据拓扑一致性问题。拓扑一致性处理是对GIS矢量数据中由于采集、存储、压缩、转换导致的空间拓扑关系不一致问题进行的拓扑处理,其使得待处理数据在容限范围内具有拓扑一致性,从而便于后续相关分析功能的进行。该文在分析和总结已有拓扑一致性处理算法的基础上,提出了一种更为高效的拓扑一致性处理改进算法,包括弧段间拓扑处理、节点与弧段间拓扑处理、节点间邻近搜索等核心过程。对比实验表明,该算法在保证拓扑一致性处理效果的基础上具有较高的处理性能,是一种实用性较强的拓扑一致性处理算法。