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计算机网络的普及应用,丰富了人们的日常生活,然而,网络上的信息可以方便的复制和修改,使得版权保护成为一种迫切需要解决的问题。在地理信息系统(Geographic Information System,GIS)领域中,同样也广泛存在着空间信息数据版权保护问题,数字水印技术作为一种全新的信息安全技术,是版权保护和内容认证的有效手段。
大多数的数字水印技术的研究,都集中在图像水印。近年来,随着GIS技术的日趋成熟,并且逐渐被人们所认识和接受,尤其是“数字地球”概念的提出,使得GIS被各国政府所关注。因此,作为GIS中的重要构件,空间数据的版权保护也就显得格外重要,关于空间数据的数字水印研究也越来越多。
本文首先详细分析了矢量图形数字水印的研究现状,指出了以往各类矢量图形数字水印算法研究以及算法在实际工程应用中的优势和存在的不足;然后,针对各类常用的矢量数据如SVG、GML、SHP、EOO等,通过分析各类数据的特性及数据组成的相通部分,对构建通用矢量数据数字水印系统的可行性作出分析;接着,通过对以往数字水印系统的流程进行分析、归纳、总结,提出了通用矢量数据数字水印系统的实施流程,并引入了图像水印中,对于水印算法的性能评估标准,以及针对各类常见的攻击方式及应对方式进行了详细的描述;最后,在此流程的基础上,提出了通用矢量数据数字水印算法,该算法通过抽取各类异构数据中的相通部分,构建出中间层数据,然后,针对此中间层数据进行网格的划分,利用达格拉斯-普克算法,计算出每个网格中对应的特征点,通过对特征点进行角度的变换达到水印嵌入的目的。同时,针对在实际工程应用中,水印生成阶段只能选用较小数据量的二值图的缺陷,提出了针对彩色图的分组压缩算法。
本文最后结合通用二维矢量数据数字水印处理系统的基本框架、水印攻击手段、以及文章中提出的水印算法,设计并实现了一个完整的通用二维矢量数据数字水印处理系统,对新提出的算法做出实验和结果分析,通过试验结果,充分论证本文的研究成果。