保持拓扑关系与几何特征的矢量地图水印纠正方法研究

来源 :2016中国地理信息科学理论与方法学术年会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhangsao
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  矢量地图是国民经济、国防建设以及社会发展的重要战略资源,具有地理坐标详实精确、生产成本昂贵、经济及军事利益突出等特点。但矢量地图易被复制、篡改或非法传播,从而严重损害数据所有者的合法权益。利用数字水印技术在矢量地图中嵌入和检测水印,已成为矢量地图版权保护的有效手段。然而,由于矢量地图具有特殊的数据存储结构及抽象的空间表达形式,在水印嵌入过程中可能会改变要素间的拓扑关系与几何特征,从而大大降低含水印矢量地图的可用性。因此,本文研究了嵌入水印后矢量数据点的最大允许扰动范围和相应的数据点调整策略,提出了保持拓扑关系与几何特征的矢量地图水印纠正方法。其步骤是:(1)构建矢量地图的约束Delaunay三角网,通过计算各个顶点对应的邻接三角形最大内切圆半径的最小值,得到矢量地图中各个顶点的最大扰动区域;(2)分别利用基于频率域和基于坐标域的矢量地图水印算法将水印信息嵌入矢量地图中,得到含水印的矢量地图;(3)检测含水印矢量地图存在的拓扑关系错误和几何特征丢失问题,并采取基于同名点拓扑关联的坐标调整方法将违反拓扑约束和方向约束的目标顶点纠正到顶点最大扰动区域内或满足约束条件的位置上,从而消除水印嵌入对矢量地图造成的拓扑关系错误和几何特征丢失问题,进而改善嵌入水印后矢量地图的可用性。最后利用广州增城区的居民地面数据对提出的水印纠正方法进行实验验证,并通过水印有效性检测、拓扑关系检查、几何形状评价以及数据精度评价等,验证所提出算法的可靠性与有效性。本文深入探讨了矢量地图水印技术对地图可用性及质量的影响,在满足数字水印鲁棒性要求的同时,构建了保持拓扑关系与几何特征的矢量地图水印纠正框架,能有效地增强含水印矢量地图的可用性,为现有矢量地图水印技术提供一套自我质量控制的检测方案,从而促进数字水印技术在数字地图版权保护和应用中的不断优化与推广,并最终带动地理信息产业的健康发展。
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