[发明专利]基于数字水印和进程隐形加密相结合的管线数据监控方法

权利要求书

1.一种基于数字水印和进程隐形加密相结合的管线数据监控方法，其特征在于该方法的实施步骤如下： 

首先，对管线数据进行预处理，将管点数据根据重要性进行级别划分，首先根据管点的属性，以及管点的拓扑关系进行划分，然后采用道格拉斯-普克法法对管线数据进行分解，第一层管点通过属性重要程度来确定，包括管线的起始点、终止点和阀门点的管点；第二层为拓扑关系层中比较重要的管点，包括管线数据中的四通、五通点、六通点和交叉点；第三层为DP法得出的拐点层，对每条管线首末点连一条虚直线，求所有点与该直线的距离，并找出最大距离值dmax，用dmax与限差D相比：若dmax<D，这条管线上的中间点全部舍去；若dmax>=D，保留dmax对应的管点，并以该点为界，把管线分为两部分，对这两部分重复使用该方法；第四层为通过DP算法剩余的管点；

然后，确定用户版权和属性信息的水印信号，同时利用合法用户生成器生成密钥，利用管线水印嵌入算法将水印信号嵌入到管线数据中；

最后，经过水印嵌入的管线数据文件方可向外提供；

管线水印嵌入算法如下：

（1）将需嵌入的文字信息进行二进制流转化为比特流w，w为水印信号初始信息，然后利用应用纠错编码机制将w进行编码，得到wd，wd即为嵌入到数据中的实际的水印信号信息，水印信号为一个可控的01伪随机序列；

（2）管线数据作为对象，是由管点子对象构成，算法以管点作为单位，将管点的物探点号信息作为管点对象的标识ID，用于唯一标识该管点；

（3）通过管点标识信息，利用单向hash函数计算每个管点的标记值mark，mark用于标识对管点编号ID单向hash函数计算以后的管点的标识值，mark=hash（k,ID）,k作为嵌入水印和加密的hash参数值，称作密钥；

（4）对所有对象按mark值进行排序，分成大小相等的若干子集sub(n),n为子集的个数，在子集sub（i）中嵌入文字wd(i)信息，sub（i）为管点子集序列中的第i个子集序列，wd(i)为水印信号的伪随机序列中的第i位；

（5）对于重要程度较低的管点集合D(m), 在一个数轴上定义一个参考点r，即为数轴的原点，把D(i)落到数轴上，D(i)为重要程度较低的管点集合的第i个管点；对数轴用步长d，d为数轴的单位长度，以r为起算点，向左向右进行量化，r向右方向通过公式Q(i)=（D(i)-r)/d，r方向向左通过公式Q(i)=（（r- D(i))/d）+1，依次计算D(i)的量化值Q(i)；

（6）在管点对象集合D(m)嵌入水印为1和0，对于Q(i)为偶数的，则将水印1嵌入，使其变为奇数，对于Q(i)为奇数的，则将水印0嵌入，使其变为偶数；

管线数据的数字水印提取流程如下：

数字水印提取通过解密技术实现管线数据的解密，首先，根据每个对象的标识ID，计算每个对象的标记值mark，mark=hash(k,ID)；然后，对所有对象按mark进行排序，根据子集边界数组的信息，将每个对象划分到其对应的子集中；在每个子集sub（i）中提取一位水印信息，直至遍历所有子集，得到提取出的水印信息；最后，对管点对象，利用纠错机制，从提取的水印信息中修正可能的错误信息位。