文档介绍：ClassifiedIndex::-VectorMapsCandidate:CaoLiujuanSupervisor:MenChaoguangAcademicDegreeAppliedfor:puterApplicationTechnologyDateofSubmission:April,2013DateofOralExamination:May,2013University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明:本论文的所有工作,是在导师的指导下,由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出,并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者(签字):日期: 年 月 日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定,即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索,可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文,可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文(□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后)由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者(签字): 导师(签字):日期: 年 月 日 年 月 日摘 要随着地理信息系统(GIS)的迅猛发展,二维矢量地图在国民经济各领域得到了广泛的应用。同时也面临着一系列安全问题,包括版权保护、来源跟踪、篡改鉴别等。数字水印技术在解决这些问题方面显示出巨大潜力。但是在一些特殊的场合,对二维数字地图数据精度有着极高的要求,不允许嵌入的水印信息对矢量地图原始数据有任何的扰动,传统的数字水印技术并不能完全解决这类问题。无损水印技术具有在精确提取水印信息的同时,对原始地图数据无损恢复,因此对二维数字矢量地图有很高的适用性。目前矢量地图无损水印技术的研究尚处在起步阶段,虽然人们提出了若干适用于矢量地图可逆水印算法和零水印算法,但这些水印算法并没有很好地解决矢量地图在实际应用过程中的安全性和鲁棒性问题。本论文以二维矢量地图特殊的数据结构为研究对象,从其特殊的应用环境、使用要求及特殊的攻击方式为出发点,深入研究具有较好鲁棒性,安全性的二维矢量地图无损水印算法,本文的主要贡献可归纳如下几点:首先针对目前以矢量地图多边曲线为载体的传统水印算法,在水印嵌入的同时对地图数据扰动过大问题,提出了基于视觉不可感知的可逆水印算法,通过顶点密度估计策略选取地图多边曲线的噪声不敏感区域作为载体数据,并选择地图数据坐标频域作为水印嵌入位置,从而有效提高了水印算法的视觉不可感知性及其鲁棒性。其次针对矢量地图数据高精度需求及其特殊的水印攻击方式,以矢量地图多边形图元特征点提取为基础,提出了基于图谱域的可逆水印算法。通过特征点星树构造,选择出最优的拉普拉斯(Laplacian)图谱域系数作为水印载体,确保视觉隐蔽性及水印信息的鲁棒性,使得矢量地图保持基本形状特征的同时,具有抗图形简化攻击能力。再次针对数字矢量地图隐秘传输及大容量水印嵌入问题,以矢量地图高密度区域选取为基础,提出基于迭代嵌入思想的可逆水印算法,以理论推导结果为指导,选取出多边曲线高密度区域为水印的载体数据,实现了具有高嵌入容量及的较小扰动的矢量地图可逆水印方案。另外结合矢量地图内容安全与水印版权保护技术,提出基于非线性变换的可逆水印算法,以特征点提取为基础,提出一种非线性置乱方案,在保持矢量地图多边曲线特征点相对位置的前提下对特征点位置进行非线性置乱,解决非授权用户对矢量地图高精度数据的非法使用问题。并利用提出的可逆水印方案将水印信息可逆嵌入在顶点坐标中,解决了矢量数据的版权保护问题的同时满足了授权用户对高精度数据的使用。最后以矢量地图线图元特征点提取为基础,针对反映线图元基本形状的特征点和反映线图元细节的非特征点,分别采用前馈神经网络模型和SVD方法,构造能够抵抗简化、压缩攻击和常见几何攻击的双重零水印参数。实验结果表明该方案很好地刻画了矢量地图线图元的整体特性,构造的双重水印参数有助于提高水印算法的抗攻击能力,达到对矢量地图全面保护的目的。关键词:无损水印;矢量地图;版权