一种精度可控的线面地理要素信息伪装与还原方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于地理信息安全领域，具体涉及一种精度可控的线面地理要素的信息伪 装与还原的方法。
【背景技术】
[0002] 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。在对秘密GIS矢量数据信息内容隐藏的基础上，进一步隐藏秘密信息的存在， 是当前地理信息安全研宄与应用的重点。
[0003] 目前，检索到相关的矢量地理数据信息伪装方法的专利（如CN 102393895 A，CN 102411695 A)，由于未重视伪装过程中的精度控制和宏观拓扑特征的保持，并且伪装数据 线条边缘凹凸不平以及空间关系相对混乱，导致矢量地理数据伪装的不可察觉特性较低， 难以满足矢量地理数据信息伪装的基本要求。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于：提出一种针对GIS线面地理要素的伪装与还原方法，利用用 户初始参数为密钥生成混沌序列对矢量地理数据进行初步伪装处理，进一步将伪装范围控 制在用户给定的精度内，且空间拓扑关系得到保持。能有效保障涉密GIS线面图层数据在 数据传输、隐藏通信中的安全性。
[0005] 为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
[0006] 一种精度可控的线面地理要素信息伪装与还原方法，包括如下步骤：
[0007] (一）线面类型GIS矢量数据伪装过程
[0008] 步骤11 :加载一幅线面类型的GIS矢量地图数据R，输入用户参数q作为混沌系统 的初值，q e (〇, 1)，输入用户伪装精度数值a，a>0,存为密钥文件keyFile ;
[0009] 步骤12:读取数据R中第i个要素中的点，记为集合Pi= (PijIj = 1，2,…，η}， Pi经伪装处理后生成的点集合记为P i' = {Pi/ I j = 1，2,…，k}，其中，i = 1，2,…，m，m为 要素个数，η为集合Pi中点的个数，k为P /集合中点的个数；
[0010] 步骤13 :根据公式⑴，生成混纯序列Qi, Qi= {Q U j = 1，2,…，n-2}，其中，k表 示混沌系数，且3. 5699 < K < 4 ;
【主权项】
1. 一种精度可控的线面地理要素信息伪装与还原方法，其特征在于，包括如下步骤： (一） 线面类型GIS矢量数据伪装过程 步骤11 :加载一幅线面类型的GIS矢量地图数据R，输入用户参数q作为混沌系统的初 值，q e (〇, 1)，输入用户伪装精度数值a，a>0,存为密钥文件keyFile ; 步骤12:读取数据R中第i个要素中的点，记为集合Pi= (PijIj = 1，2,…，n}，PiS 伪装处理后生成的点集合记为Pi' = {Pi/ I j = 1，2,. . .，k}，其中，i = 1，2,…，m，m为要素 个数，η为集合Pi中点的个数，k为P /集合中点的个数； 步骤13 :根据公式⑴，生成混纯序列Qi, Qi= {Q u I j = 1，2,…，n-2}，其中，k表示混 沌系数，且3. 5699彡K彡4 ;
步骤14:将点Pil添加到集合P/中，根据公式（2)、（3)计算初始伪装点Pi/的坐标值， 并添加到点集合P/中，其中j = 2,3，..，n-l， ij -.V
步骤15 :根据公式⑷计算初始伪装点Pi/与原始点Pij的距离d u，如果Clij彡a，则初 始伪装点Pi/满足精度要求，点Pij的伪装处理完成，转向步骤17;否则，表示初始伪装点 Pi/不满足精度要求，转向步骤16进一步处理；
步骤16:计算精度控制伪装点Pi/'坐标值，添加到点集合Pi'中， (a) 创建临时点集合Pti= {p ti I i = 1，2,…，s}，并且将初始伪装点Pi/赋值给Ptl; (b) 根据公式（4)计算原始点Pij与P 之间的距离d i(j_1); (c) 根据公式⑷分别计算点Pti到原始点与Pij之间的距离Clt0^d tj; (d) 根据公式（5)、（6)、（7)，计算临时点pti (i = 2,…，s)的坐标值（xti, yti);
(e) 判断dtj与a的关系，如果d tj彡a，表示点p ti满足精度要求，则将p ti赋值给P U "， 添加到点集合P/中，并将Pin添加集合P/中，转向步骤17,否则循环执行步骤16(c)到 16(e)； 步骤17 :重复步骤12至步骤16,直到实现对每个要素的伪装处理，保存伪装后的数据 文件为R' ； (二） 线面类型GIS矢量数据还原过程 步骤21 :打开伪装后的矢量数据文件R'，打开密钥文件KeyFile ; 步骤22:读取数据文件R'中第i个要素中的点，记为集合P/ = (Pi/ |j = l，2,…，k}， P/中点的坐标记为Pi/ Uij^yi/)，k为第i个要素中点的个数； 步骤23 :根据公式⑴，生成混纯序列Qi, Qi= {Q ik|k = 1，2,…，n-2}; 步骤24 :计算P/点集合经还原处理后的点集合Pi,记为Pi= {P u I j = 1，2,…，n} ,Pi 中的点坐标记为Pu(X0 yu)，其中η为集合Pi中点的个数；(a)将点P η'添加到集合Pi* ; (b)根据公式（8)，计算点Pi/还原后的坐标值PijO^yij),并添加到点集合，其 中 l〈j〈n : 似很烟公式⑶、U⑴、Ui;订昇
a、p及j的耿但；卯米抟|nj步骤（b)，否则 转向步骤（d)，
其中，λ是向量凡与向量/7;(/_1}/?;(/+1)'横坐标的比值，p是向量与向 量凡(/+1/纵坐标的比值，0为用户指定的误差阈值； (d)将点Pin'添加到集合Pi中； 步骤25 :重复步骤22至步骤24,直到实现对每个要素的还原处理，保存还原后的数据 文件为R。
【专利摘要】本发明公开了一种精度可控的线面地理要素的信息伪装与还原方法，包括如下过程：(1)针对线面类型GIS矢量数据伪装过程，包括初始伪装点的计算、精度控制伪装点的计算等步骤；(2)针对线面类型GIS矢量数据还原过程，包括伪装点的还原、精度控制伪装点的遍历、删除等过程。本发明的方法具有较高的隐蔽性和不受容量限制的优势，在隐藏秘密信息存在性的基础上，可有效保障秘密数据在数据传输、隐藏通信中的安全性。
【IPC分类】G06F21-60
【公开号】CN104657669
【申请号】CN201510083144
【发明人】李安波, 吴雪荣
【申请人】南京师范大学
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2015年2月13日