一种GIS矢量数据可逆脱密方法技术

本发明专利技术公开了一种GIS矢量数据可逆脱密方法，属于地理信息安全领域。该方法包括如下过程：（1）密钥生成过程，包括确定数据范围、确定数据变换量、计算线性变换量引起的中误差并确定参数、计算非线性变换量引起的中误差并确定参数、用非对称加密算法RSA对密钥Key进行加密并存入密钥文件；（2）脱密过程，包括读取密钥文件，解密并提取密钥；打开原始矢量数据；获取要素点坐标集合；坐标归一化；循环处理；（3）恢复过程。本发明专利技术的方法具有随机性、渐变性、可逆性等特点，提高了GIS矢量数据脱密的可靠性，完善了地理信息安全保护的理论与方法体系，可用于GIS矢量数据的公开发布等方面。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于地理信息安全领域，具体涉及ー种针对GIS矢量数据的可逆脱密方法。
技术介绍
测绘地理信息事关拓展发展空间，事关国家安全。尤其在全球信息化的大趋势下，地理信息安全保护问题越来越突出。矢量数据具有精度高、输出质量好、数据量小等特点，应用十分广泛，其安全保护研究十分重要。根据国家相关法律法规，矢量数据公开使用需要经过脱密处理，脱密包括空间精度脱密和属性脱密两个方面。空间精度脱密使用专业脱密技术进行要素的位移，降低其精度，且脱密后的数据在没有密钥的情况下不易恢复。目前常用的空间精度脱密方法包括投影转换法、空间变换法、随机误差干扰法等。投影转换法是可逆的；数据空间变换法包括相似变换、仿射变换和射影变换等，这几种变换方法是线性变换，易于恢复，脱密处理的可靠性差；随机误差干扰法有的会存在不能保证要素的拓扑关系或算法不可逆等缺点
技术实现思路
·本专利技术针对现有脱密方法存在的缺陷，提供一种非线性混合模型对矢量数据进行脱密处理的方法，具有误差的随机性、要素关系的拓扑性、算法的可逆性和难以破解等特点。ー种GIS矢量数据可逆脱密方法，以线图层为例，包括如下过程(一 )密钥生成过程步骤11，确定数据范围获取原始矢量数据V的最小外接矩形R，R左下角坐标为(xmin，ymin)，右上角坐标为(Xn^ymax),根据公式⑴得数据中心点坐标(Xmid，ymid)、数据长度XL和数据宽度YL; x mid = (xmin 十 Ximix),2< 仙=G miil 十 > _)/2⑴aL — X 111；1X — xmjn’ L = y iiKix — vmm步骤12，确定数据变换量具体步骤如下输入数据总体变换量offset，offset> 0,非线性变换量nonlinear,0 < nonlinear く= offset,根据公式(2)得到线性变换量linear ； linear = Voffset^—nonlinear ム(2)步骤13，计算线性变换量linear引起的中误差，确定影响变换效果的參数焦距f、航高H、偏角<p、倾角《、旋角K ,具体步骤如下c)焦距 f G (0，1)，d)根据公式(3)计算航高H，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种GIS矢量数据可逆脱密方法，其特征在于，包括如下过程：(一)密钥生成过程步骤11，确定数据范围：获取原始矢量数据V的最小外接矩形R，R左下角坐标为(xmin，ymin)，右上角坐标为(xmax，ymax)，根据公式(1)得数据中心点坐标(xmid，ymid)、数据长度XL和数据宽度YL；xmid=(xmin+xmax)/2ymid=(ymin+ymax)/2XL=xmax-xminYL=ymax-ymin---(1)步骤12，确定数据变换量：具体步骤如下：输入数据总体变换量offset，offset＞0，非线性变换量nonlinear，0＜nonlinear＜＝offset，根据公式(2)得到线性变换量linear；linear=offset2-nonlinear2---(2)步骤13，计算线性变换量linear引起的中误差，确定影响变换效果的参数：焦距f、航高H、偏角倾角ω、旋角κ，具体步骤如下：a)焦距f∈(0，1)，b)根据公式(3)计算航高H，H=XL*YL/f---(3)c)根据公式(4)计算线性变化量linear的扰动范围linearExtent，linearExtent=linear---(4)d)生成控制点集合，具体步骤如下：在最小外接矩形R范围内生成m*n个均匀控制点组成源控制点集合FromPoints＝{(Fxi，Fyi)|i＝1，2，...m*n}，m*n＞＝6；根据公式(5)计算每个目标控制点坐标(Txi，Tyi)组成目标控制点集合ToPoints＝{(Txi，Tyi)|i＝1，2，...m*n}，Txi=Fxi+dir1×linear+random1×linearExtentTyi=Fyi+dir2×linear+random2×linearExtent---(5)其中：方向参数dir1在[0.0，1.0]范围内，方向参数控制点扰动参数random1和random2在[?1.0，1.0]范围内随机选取，e)坐标归一化，根据公式(6)对源控制点集合FromPoints和目标控制点集合ToPoints进行归一化处理得到新坐标集合FromPoints’＝{(Fxi’，Fyi’)|i＝1，2，...m*n}， ToPoints’＝{(Txi’，Tyi’)|i＝1，2，...m*n}，Fxi′=(Fxi-xmid)*f/HFyi′=(Fyi-ymid)*f/HTxi′=(Txi-xmid)*f/HTyi′=(Tyi-ymid)*f/H---(6)f)计算偏角倾角ω、旋角κ，根据公式(7)利用最小二乘法对FromPoints’中源控制点和ToPoints’中目标控制点进行拟合解算得到偏角倾角ω、旋角κ，g)计算线性变换中误差accuracy1，具体步骤如下：根据公式(8)转换源控制点集合FromPoints’坐标得到目标控制点集合ToPoints”＝{(Txi”，Tyi”)|i＝1，2，...m*n}，根据公式(9)计算中误差accuracy1，accuracy1=Σ((Txi′′-Fxi)2+(Tyi′′-Fyi)2)/(m*n)---(9)h)调节目标控制点集合，具体步骤如下：如果|linear/accuracy1?1|＞0.01，则根据公式(10)调节每个原目标控制点坐标(Txi，Tyi)，得到新的目标控制点坐标(NTxi，NTyi)，用新的目标控制点替代原目标控制点即Txi＝NTxi、Tyi＝NTyi，得到目标控制点集合ToPoints＝{(Txi，Tyi)|i＝1，2，...m*n}，NTxi=Fxi+(linear/accuracy1)(Txi-Fxi)NTyi=Fyi+(linear/accuracy1)(Tyi-Fyi)---(10)i)循环步骤e)?h)直至|linear/accuracy1?1|＜＝0.01，得到最终的偏角倾角ω、旋角κ；步骤14，计算非线性变换量nonlinear引起的中误差，确定参数j0?j5，具体步骤如下：a)生成控制点高程，利用公式(11)计算源控制点集合FromPoints每个点位移nonlinear所需的高程Fzi，生成三维源控制点集合FromPoints＝{(Fxi，Fyi，Fzi)|i＝1，2，...m*n}，Fzi=H*nonlinear/(xmid-Fxi)2+(ymid-Fyi)2---(11)b...

【技术特征摘要】
1.ー种GIS矢量数据可逆脱密方法，其特征在于，包括如下过程 (一)密钥生成过程 步骤11，确定数据范围获取原始矢量数据V的最小外接...

【专利技术属性】
技术研发人员：周卫，闫娜，
申请(专利权)人：南京师范大学，
类型：发明
国别省市：