[发明专利]一种精度可控的线面地理要素信息伪装与还原方法

摘要

本发明公开了一种精度可控的线面地理要素的信息伪装与还原方法，包括如下过程(1)针对线面类型GIS矢量数据伪装过程，包括初始伪装点的计算、精度控制伪装点的计算等步骤；(2)针对线面类型GIS矢量数据还原过程，包括伪装点的还原、精度控制伪装点的遍历、删除等过程。本发明的方法具有较高的隐蔽性和不受容量限制的优势，在隐藏秘密信息存在性的基础上，可有效保障秘密数据在数据传输、隐藏通信中的安全性。

主权项

一种精度可控的线面地理要素信息伪装与还原方法，其特征在于，包括如下步骤：(一)线面类型地理信息系统矢量数据伪装过程步骤11：加载一幅线面类型的地理信息系统矢量地图数据R，输入用户参数q作为混沌系统的初值，q∈(0,1)，输入用户伪装精度数值a,存为密钥文件keyFile,其中，a>0；步骤12：读取数据R中第i个要素中的点,记为集合Pi＝{Pij|j＝1,2,…,n}，Pi经伪装处理后生成的点集合记为Pi'＝{Pij'|j＝1,2,…,k}，其中，i＝1,2,…,m，m为要素个数，n为集合Pi中点的个数，k为Pi'集合中点的个数；步骤13：根据公式(1)，生成混沌序列Qi，Qi＝{Qij|j＝1,2,…,n‑2}，其中，k表示混沌系数，且3.5699≤k≤4；Qi1=qQi(j+1)=k*Qij-k*Qij2---(1)]]>步骤14：将点Pi1添加到集合Pi'中，根据公式(2)、(3)计算初始伪装点Pij'的坐标值，并添加到点集合Pi'中，其中j＝2,3,..,n‑1，xij、yij表示原始点Pij的横、纵坐标值，xij′、yij′表示伪装点Pij'的横、纵坐标值；Dx=xij-xi(j-1)Dy=yij-yi(j-1)---(2)]]>xij′=xi(j-1)+Qi(j-1)*Dxyij′=yi(j-1)+Qi(j-1)*Dy---(3)]]>步骤15：根据公式(4)计算初始伪装点Pij'与原始点Pij的距离dij，如果dij≤a，则初始伪装点Pij'满足精度要求，点Pij的伪装处理完成，转向步骤17；否则,表示初始伪装点Pij'不满足精度要求，转向步骤16进一步处理；dij=(xij′-xij)2+(yij′-yij)2---(4)]]>步骤16：计算精度控制伪装点Pij”坐标值，添加到点集合Pi'中，(a)创建临时点集合Pti＝{pti|i＝1,2,…,s}，并且将初始伪装点Pij'赋值给Pt1；其中，s为创建临时点的个数；(b)根据公式(4)计算原始点Pij与Pi(j‑1)之间的距离di(j‑1)；(c)根据公式(4)分别计算点pti到原始点Pi(j‑1)与Pij之间的距离dt(j‑1)、dtj；(d)根据公式(5)、(6)、(7)，计算临时点pti(i＝2,…,s)的坐标值(xti,yti)；c=dt(j-1)+adi(j-1)---(5)]]>xti＝xi(j‑1)+c*Dx  (6)yti＝yi(j‑1)+c*Dy  (7)(e)判断dtj与a的关系，如果dtj≤a，表示点pti满足精度要求，则将pti赋值给Pij”,添加到点集合Pi'中,并将Pin添加集合Pi'中，转向步骤17，否则循环执行步骤16(c)到16(e)；步骤17：重复步骤12至步骤16，直到实现对每个要素的伪装处理，保存伪装后的数据文件为R'；(二)线面类型地理信息系统矢量数据还原过程步骤21：打开伪装后的矢量数据文件R'，打开密钥文件KeyFile；步骤22：读取数据文件R'中第i个要素中的点,记为集合Pi'＝{Pij'|j＝1,2,…,k}，Pi'中点的坐标记为Pij'(xij',yij'),k为第i个要素中点的个数；步骤23：根据公式(1)，生成混沌序列Qi，Qi＝{Qim|m＝1,2,…,n‑2}；步骤24：计算Pi'点集合经还原处理后的点集合Pi，记为Pi＝{Pij|j＝1,2,…,n}，Pi中的点坐标记为Pij(xij,yij)，其中n为集合Pi中点的个数；(a)将点Pi1'添加到集合Pi中；(b)根据公式(8),计算点Pij'还原后的坐标值Pij(xij,yij)，并添加到点集合Pi中，其中1<j<n：xij=xij′-(1-Qik)xi(j-1)Qikyij=yij′-(1-Qik)yi(j-1)Qik---(8)]]>(c)根据公式(9)、(10)、(11)计算λ、ρ及j的取值；如果j<n,转向步骤(b)，否则转向步骤(d)，λ=xij-xi(j-1)xi(j+1)′-xi(j-1)---(9)]]>ρ=yij-yi(j-1)yi(j+1)′-yi(j-1)---(10)]]>其中，λ是向量与向量横坐标的比值，ρ是向量与向量纵坐标的比值,为用户指定的误差阈值；(d)将点Pin'添加到集合Pi中；步骤25：重复步骤22至步骤24，直到实现对每个要素的还原处理，保存还原后的数据文件为R。