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矢量地理数据是国家基础地理数据的重要组成部分,涉及到国家安全、国防安全,在国民经济和社会发展中具有重要作用。然而,随着网络化、数字化的飞速发展,矢量地理数据在分发、传输、存贮、应用等方面的真实性、完整性等问题日益突出,影响了数据的安全、应用和共享。如何利用可靠的技术手段,保证数据的真实、完整、可靠是目前地理信息安全领域迫切需要解决的重要问题。脆弱水印技术是信息完整性认证的前沿技术,能够有效地认证信息的完整性、确定变化位置,也是矢量地理数据完整性认证的可靠手段,研究基于脆弱水印的矢量地理数据完整性认证具有重要的意义。本文基于矢量地理数据的本质特征,结合脆弱水印技术,以线状要素为例对矢量地理数据的完整性认证展开了系统的研究和实践,主要包括以下几个方面的工作内容:(1)从数据的获取、存储、应用等方面阐述了矢量地理数据与其他类型数据的区别,总结了矢量地理数据脆弱水印的技术特征,为矢量地理数据的完整性认证模型构建和算法设计奠定了基础。(2)分析现有的矢量地理数据精确认证算法,结合脆弱水印技术的优势,通过矢量地理数据要素空间位置排序关系的建立,提出了基于脆弱水印的矢量地理数据精确认证算法,实现对矢量地理数据的变化检测,特别是能够检测到要素的删除。在此基础上,提出了基于分块的精确认证算法,提高了认证的定位精度和准确度。考虑到矢量地理数据分布不均的情况,提出了基于点密度的自适应分块矢量地理数据精确认证算法,算法普适性得到提高。(3)基于光栏法数据压缩方法的特点,结合半脆弱水印的特征,提出了基于半脆弱水印的抗光栏法压缩的矢量地理数据选择性认证算法。通过分别对光栏法数据压缩中的特征点和非特征点采用不同的水印嵌入方法,从而实现矢量地理数据的选择性认证。实验结果表明,算法具有好的认证效果,能够有效抵抗光栏法数据压缩,对其他类型的数据修改则体现出脆弱性,无法通过选择性认证。