近年来,随着SOA、云计算、大数据分析等技术的兴起,新一代面向服务的WebGIS迅速发展,交互式地图成为当下的热点。相较于栅格瓦片,矢量瓦片具有拓扑关系清晰、数据量小、无极缩放以及交互性强等优点,满足了地理空间数据交互式操作与空间信息分析的需求,是网络地图当今发展的重要方向。矢量瓦片数据是由矢量地理数据切片而成,是重要的基础信息资源与测绘成果。在网络环境下,矢量瓦片数据的安全形势更为严峻。矢量瓦片缓存机制的脆弱性、客户端代码的易读性和网络爬虫的攻击性等给矢量瓦片数据的保护带来了巨大的安全挑战。因此,亟需一种技术实现瓦片数据共享与瓦片数据版权保护之间的平衡。数字水印技术作为信息安全领域的前沿技术,可以有效解决矢量瓦片数据所面临的版权问题。与传统矢量地理数据相比,单个矢量瓦片数据量小,水印承载能力有限,面临的攻击更为复杂多样,多用户拼接更为常见,多用户合谋可能性大幅提高,对数字水印技术提出了更高的要求。本文从矢量瓦片数据数字水印的特征出发,对矢量瓦片数据的数字水印算法进行了研究,主要研究工作和成果如下:(1)基于矢量瓦片的空间特征、表现形式和应用环境,分析了矢量瓦片的数据特征,对矢量瓦片数字水印面临的单用户和多用户攻击方式进行了总结归纳,提出了矢量瓦片数据数字水印的性质要求,从水印容量、数据保真性、稳健性和抗合谋性等方面给出了矢量瓦片数字水印的评价标准。以上述内容为基础,提出了矢量瓦片数据数字水印模型。(2)从矢量瓦片数字水印的水印容量角度,深入分析了量化索引调制与水印容量的关系;以矢量瓦片数据的允许误差与最低有效精度位为约束条件,计算了单个坐标点的水印容量上限;结合矢量瓦片数据的空间特征和表现形式,提出了一种新的量化机制,基于二维格网划分进行量化索引调制,充分利用了坐标点的可嵌入空间。同时,结合散列函数对水印信息进行压缩加密,大幅缩短了水印信息长度。实验表明,提出的大水印容量算法有效提升了水印容量,能够抵抗增加、删除、更新、裁剪、乱序、拼接等多种攻击方式。(3)针对矢量瓦片数据易受多用户合谋攻击的问题,在水印生成阶段,对合谋攻击模型和Tardos编码及其长度优化方案进行深入分析,将Tardos编码应用于矢量瓦片数据的网络分发;在水印嵌入阶段,结合矢量瓦片数据的空间特征,分析量化索引调制对不同编码攻击模型的影响,提出了q进制编码容量优化,以该优化机制为基础,选择Tardos编码与量化结合的最优方案;在水印提取与检测阶段,针对矢量瓦片数据易受多用户拼接攻击的特性,设计了一种抗多用户拼接的水印提取与检测方法,提升了追踪性能;通过分析编码机理和实验的方式,研究了水印容量和抗合谋性能的关系。实验表明,提出的抗合谋矢量瓦片数字水印算法在抵抗多种稳健性攻击的同时,能够有效抵抗多用户拼接与裁剪,多用户合谋等攻击方式,具有较强的鲁棒性和较好的不可感知性。