随着信息时代的到来,数字地图在军事仿真和地理测绘等领域得到了十分广泛的应用和发展,但是由于数字地图中含有很多的敏感信息,因而对数字地图的使用有严格的限制,不能直接公开使用,造成了地理信息资源的浪费。目前的一些处理图像的线性算法和非线性算法都存在着一些不足和缺陷,如改变了地图的拓扑结构或容易逆推得到原始地图,不利于保护数字地图中的敏感信息。因此,研究数字地图非线性变换方法具有重要的理论价值和实用意义。本文的研究工作包括以下三个方面:(1)本文提出了基于混沌系统的Mersenne Twister随机数生成算法,将生成的随机数运用在非线性变换的方向选取、强度确定、区域划分个数和切割线端点坐标位置的确定等方面。该算法主要是通过RC4算法从混沌系统的Logistic映射或者Chebyshev映射中随机选择一个值作为初始值去初始化Mersenne Twister算法,从而生成随机数。通过实验表明,生成的随机数具有随机性和不可预测性等特点,表明了本文算法的有效性。(2)在空间投影的基础上,本文提出了数字地图非线性变换模型,是本文的核心和基础。模型的建立是为了对数字地图的局部敏感区域进行不可逆的、拓扑结构不变的非线性变换,从而保护敏感信息的安全性。根据模型,从理论上推导出了投影光线的合理范围、边界矫正模型和非线性变换模型的偏移公式,保证变换前后的数字地图合理自然,使得非线性变换前后边界区域的合理拼接,避免边界出现越界和错位的现象。(3)为了保护数字地图中的敏感信息,使其具有安全性和实用性,在数字地图非线性变换模型和区域划分的基础上,本文提出了基于区域划分的数字地图非线性变换算法。由于数字地图的数据模型不同,该算法分为矢量地图非线性变换算法和栅格地图非线性变换算法,主要是对变换区域进行区域划分,对每一个小矩形区域进行独立地变换,使得本文算法具有更高的复杂度和破解难度。通过实验表明,非线性变换算法具有局部性、非线性和拓扑关系不变性,进一步表明了本文的模型和算法的有效性和合理性。