[发明专利]一种基于层次模型的差分隐私逻辑网格空间数据发布方法

权利要求书

1.一种基于层次模型的差分隐私逻辑网格空间数据发布方法，其特征在于：包括有以下步骤：

S1：四分自适应划分：对数据域进行四分自适应网格划分，将数据域划分为若干个细粒度网格，并对这些细粒度网格的真实计数值添加噪声，具体包括以下步骤：

S1.1：根据数据域的数据点个数N、分配的隐私保护预算α₁ε和常数c，计算粗粒度划分参数m₁：

其中取c＝10，再对数据域进行粒度为m₁×m₁的粗粒度划分，得到m₁×m₁个粗粒度网格，并对每个粗粒度网格的真实计数上添加隐私保护预算为α₁ε的拉普拉斯噪声；

S1.2：根据每个粗粒度网格内噪声计数N′、分配的隐私保护预算α₂ε和常数c₂，计算细粒度划分参数m₂，其计算公式为：

其中取c₂＝c/2，再对每个粗粒度网格进行粒度为m₂×m₂的细粒度划分，并对每个细粒度网格的真实计数上添加隐私保护预算为α₂ε的拉普拉斯噪声；

S1.3：对每个粗粒度网格与其所包含的所有细粒度网格进行一致性约束；

S2：逻辑合并：将噪声计数值相似的邻近细粒度网格进行合并，形成逻辑网格；进一步将分布密度相似的逻辑网格合并成若干个逻辑网格域；

S3：逻辑划分：根据查询贡献率，将逻辑网格划分成若干个叶子网格，具体包括以下步骤：

S3.1：以对原始数据域进行粒度为m₁×max(m₂)所形成的最细粒网格作为计算单元来计算查询贡献率；

S3.2：根据查询贡献度对逻辑网格进行划分；

S4：构建层次模型：将逻辑网格域、逻辑网格、叶子网格构建成层次模型并对每层的节点计数添加噪声并进行后置处理，最后将所得层次模型发布，具体包括以下步骤：

S4.1：对每个层次模型的根节点逻辑网格真实计数、中间节点逻辑网格真实计数、叶子节点叶子网格真实计数分别添加拉普拉斯噪声进行扰动；

S4.2：对层次结构进行一致性约束后处理，并对所得结果进行发布。

2.根据权利要求1所述的一种基于层次模型的差分隐私逻辑网格空间数据发布方法，其特征在于：所述S2具体包括以下步骤：

S2.1.1：对每个粗粒度网格内的相邻细粒度网格采用平方和误差SSE作为指标进行合并，公式如下：

即当两个邻近的细粒度网格的噪声计数值接近，且两个邻近的细粒度网格的SSE在阈值θ内，则判定这两个网格单元是分布相似的；

S2.1.2：对S2.1.1合并得出的位置相邻且不属于同一个粗粒度网格内的区域进行合并，形成逻辑网格，采用的合并指标为分布密度ρ：

其中c_i为区域的噪声计数，S_i为区域面积，设合并阈值为Φ；

S2.2：对位置不相邻且数据分布相近的逻辑网格进行逻辑上的合并，形成逻辑网格域，其合并指标仍采用分布密度如公式(5)所示，合并阈值仍采用Φ。