本发明专利技术公开了一种基于差值扩大技术进行线面类型GIS矢量数据伪装与还原的方法，属于地理信息安全领域。本发明专利技术的数据伪装处理步骤：先设置密钥文件，再逐个读取要素的数据；基于密钥选择点对进行数据的伪装；将每个要素都处理完毕后保存伪装的数据。经本发明专利技术的方法进行伪装处理后，由于坐标点位置发生了变化，导致数据本身也发生了一定变化，对于数据精度质量要求较高的GIS矢量数据来说，这一处理显著降低了数据质量和数据使用价值，限制了非法拷贝或拦截数据的正常使用，达到一定的数据保护目的。本发明专利技术的方法可以成功地应用于线、面类型GIS矢量数据的伪装与还原处理，一定程度上满足了GIS矢量数据的隐藏通信与安全传输需求。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于地理信息安全领域，具体涉及一种基于差值扩大技术进行线面类型 GIS矢量数据伪装与还原的方法。
技术介绍
地理信息的安全防护涉及国家安全和社会利益，是当前急需解决的国家和社会重大需求问题。作为国家空间数据基础设施主要数据内容的GIS矢量数据，其信息安全研究更是至关重要。目前，信息伪装已成为信息安全研究中除密码学之外的另一重要分支。国内外相关研究文献及专利检索结果分析表明，目前，在信息伪装的研究方面，所研究的载体数据类型主要包括图像、视频、遥感影像、DEM等。但是，矢量数据由于其具有无固定存储顺序的数据组织、多样的数据格式、强大的可视化表达手段、复杂的投影变换、繁多的空间分析应用， 以及精度高、冗余少等诸多方面的特性，使得针对矢量数据的信息伪装研究具有一定的特殊性和较大难度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于基于差值扩大技术，提出一种针对线面类型GIS矢量数据的伪装与还原方法，从而有效提高GIS矢量数据在数据传输、发行过程中的安全性。为了实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案主要包括以下过程(1)伪装过程步骤一读取二进制格式的长度为η的随机序列信息M= {MJ，其中i = 1,2,···, η ；步骤二 打开一个线面类型GIS矢量数据文件，依次读取每一要素的空间数据，计算该要素中坐标点的个数m并判断该要素是否需进行伪装处理，(a)若m > = 2η，则按照丄=\_ml{2*n)\，分为L组，转入步骤三进行伪装处理；(b)若m < 2η，则本要素不进行数据伪装处理；步骤三对要素F中的每一分组Fj,将其中的数据&依次两两配对，形成点对集合 G，其表达形式为Kfpf2), (f3，f4)，…，K2ftri，f2J}，并根据密钥循环从分组Fj中筛选需进行伪装处理的数据对Gi,其中j = 1，2，…，L;i = l，2，…，η;筛选规则为i)如果Mi = 1，基于步骤四进行数据对&的伪装处理；ii)如果Mi = 0，数据对Gi不进行处理；步骤四数据对Gi的伪装处理，(a)将数据对中原本是小数的坐标&变成整数Xi,公式如下Xi = fiXK(i = 1,2)(1)其中，K是根据数据的小数位数计算设定的坐标扩大倍数；(b)然后依据下式( 、(3)分别计算两个配对点坐标值的差值d和整数平均值m ；d = X1-X2(2)in= ^^(3)L 2 _(c)依据下式(4)将差值d扩大一倍d' = 2Xd(4)再按照式⑵、(3)的逆变换公式(5)、(6)计算差值扩大处理后的点对横坐标数据 X1' >χ2',公式如下权利要求1.基于差值扩大的线面类型GIS矢量数据伪装与还原方法，包括以下过程(1)伪装过程步骤一读取二进制格式的长度为η的随机序列信息M= {MJ，其中i = 1，2，…，η; 步骤二 打开一个线面类型GIS矢量数据文件，依次读取每一要素的空间数据，计算该要素中坐标点的个数m并判断该要素是否需进行伪装处理，(a)若m>= 2η，则按照丄= Lm/(2* )」，分为L组，转入步骤三进行伪装处理；(b)若!11< 2η，则本要素不进行数据伪装处理；步骤三对要素F中的每一分组Fp将其中的数据&依次两两配对，形成点对集合G，其表达形式为{(f1 f2)，(f3，f4)，…，(W1, f2J }，并根据密钥循环从分组Fj中筛选需进行伪装处理的数据对Gi,其中j = 1，2，…，L;i = l，2，…，n，筛选规则为 i)如果Mi = 1，基于步骤四进行数据对&的伪装处理； )如果Mi = O,数据对Gi不进行处理； 步骤四数据对Gi的伪装处理，(a)将数据对中原本是小数的坐标&变成整数Xi，公式如下 Xi = fiXK(i = 1,2) (1)其中，K是根据数据的小数位数计算设定的坐标扩大倍数；(b)然后依据下式O)、C3)分别计算两个配对点坐标值的差值d和整数平均值m;2.根据权利要求1所述的基于差值扩大的线面类型GIS矢量数据伪装与还原方法，其特征在于，所述的伪装过程和还原过程同样适用于对数据纵坐标的处理，或者同时对数据的横坐标、纵坐标进行处理。全文摘要本专利技术公开了一种基于差值扩大技术进行线面类型GIS矢量数据伪装与还原的方法，属于地理信息安全领域。本专利技术的数据伪装处理步骤先设置密钥文件，再逐个读取要素的数据；基于密钥选择点对进行数据的伪装；将每个要素都处理完毕后保存伪装的数据。经本专利技术的方法进行伪装处理后，由于坐标点位置发生了变化，导致数据本身也发生了一定变化，对于数据精度质量要求较高的GIS矢量数据来说，这一处理显著降低了数据质量和数据使用价值，限制了非法拷贝或拦截数据的正常使用，达到一定的数据保护目的。本专利技术的方法可以成功地应用于线、面类型GIS矢量数据的伪装与还原处理，一定程度上满足了GIS矢量数据的隐藏通信与安全传输需求。文档编号G06F17/30GK102254007SQ20111020014公开日2011年11月23日 申请日期2011年7月18日 优先权日2011年7月18日专利技术者李安波, 李莎莎, 闾国年 申请人:南京师范大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．基于差值扩大的线面类型ＧＩＳ矢量数据伪装与还原方法，包括以下过程：（１）伪装过程：步骤一：读取二进制格式的长度为ｎ的随机序列信息Ｍ＝｛Ｍｉ｝，其中ｉ＝１，２，…，ｎ；步骤二：打开一个线面类型ＧＩＳ矢量数据文件，依次读取每一要素的空间数据，计算该要素中坐标点的个数ｍ并判断该要素是否需进行伪装处理，（ａ）若ｍ＞＝２ｎ，则按照分为Ｌ组，转入步骤三进行伪装处理；（ｂ）若ｍ＜２ｎ，则本要素不进行数据伪装处理；步骤三：对要素Ｆ中的每一分组Ｆｊ，将其中的数据ｆｉ依次两两配对，形成点对集合Ｇ，其表达形式为｛（ｆ１，ｆ２），（ｆ３，ｆ４），…，（ｆ２＊ｎ－１，ｆ２＊ｎ）｝，并根据密钥循环从分组Ｆｊ中筛选需进行伪装处理的数据对Ｇｉ，其中ｊ＝１，２，…，Ｌ；ｉ＝１，２，…，ｎ，筛选规则为：ｉ）如果Ｍｉ＝１，基于步骤四进行数据对Ｇｉ的伪装处理；ｉｉ）如果Ｍｉ＝０，数据对Ｇｉ不进行处理；步骤四：数据对Ｇｉ的伪装处理，（ａ）将数据对中原本是小数的坐标ｆｉ变成整数ｘｉ，公式如下：ｘｉ＝ｆｉ×Ｋ（ｉ＝１，２） （１）其中，Ｋ是根据数据的小数位数计算设定的坐标扩大倍数；（ｂ）然后依据下式（２）、（３）分别计算两个配对点坐标值的差值ｄ和整数平均值ｍ；ｄ＝ｘ１－ｘ２ （２）（ｃ）依据下式（４）将差值ｄ扩大一倍：ｄ′＝２×ｄ （４）再按照式（２）、（３）的逆变换公式（５）、（６）计算差值扩大处理后的点对横坐标数据ｘ１′、ｘ２′，公式如下：（ｄ）依据下式（７）将数据还原为ｆｉ′：ｆｉ′＝ｘｉ′／Ｋ （ｉ＝１，２） （７）步骤五：循环步骤二至四，直至每一要素处理完毕后，保存伪装后的数据文件；（２）还原过程：步骤一：读取二进制格式的长度为ｎ的随机序列信息Ｍ＝｛Ｍｉ｝，其中ｉ＝１，２，…，ｎ；步骤二：打开一个线面类型ＧＩＳ矢量数据文件，依次读取每一要素的空间数据，计算该要素中坐标点的个数ｍ并判断该要素是否需进行还原处理，（ａ）若ｍ＞＝２ｎ，则按照分为Ｌ组，转入步骤三进行还原处理；（ｂ）若ｍ＜２ｎ，则本要素不进行数据还原处理；步骤三：对要素Ｆ中的每一分组Ｆｊ，将其中的数据ｆｉ依次两两配对，形成点对集合Ｇ，其表达形式为｛（ｆ１，ｆ２），（ｆ３，ｆ４），…，（ｆ２＊ｎ－１，ｆ２＊ｎ）｝，并根据密钥循环从分组Ｆｊ中筛选需进行伪装处理的数据对Ｇｉ，其中ｊ＝１，２，…，Ｌ；ｉ＝１，２，…，ｎ；筛选规则为：ｉ）如果Ｍｉ＝１，基于步骤四进行数据对Ｇｉ的还原处理；ｉｉ）如果Ｍｉ＝０，数据对Ｇｉ不进行处理；步骤四：数据对Ｇｉ的还原处理，（ａ）将数据对中原本是小数的坐标ｆｉ′变成整数ｘｉ′，公式如下：ｘｉ′＝ｆｉ′×Ｋ （ｉ＝１，２） （８）其中，Ｋ是根据数据的小数位数计算设定的坐标扩大倍数；（ｂ）然后依据下式（９）、（１０）分别计算每两个配对点坐标值的差值ｄ′和整数平均值ｍ′；ｄ′＝ｘ１′－ｘ２′ （９）（ｃ）依据下式（１１）将差值ｄ′缩小一倍：再按照下式（１２）、（１４）计算处理后点对ｘ１、ｘ２的横坐标数据，公式如下：（ｄ）依据下式（１４）将数据还原为ｆｉ：ｆｉ＝ｘｉ／Ｋ（ｉ＝１，２） （１４）步骤五：循环步骤二至四，直至每一要素处理完毕后，保存还原后的数据文件。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李安波，闾国年，李莎莎，
申请(专利权)人：南京师范大学，
类型：发明
国别省市：84
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