基于Web的地理矢量数据采集系统研究

Web的地理矢量数据采集系统可为地理信息矢量数据的获取提供新途径。文章运用EPS和CAD两种软件对城市基础地理框架数据进行整理、入库,在ArcGIS Sever平台上发布地理信息Web服务,以此为用户提供地理矢量数据采集时的空间参考信息。利用ArcGIS平台设计开发了基于Web的地图矢量数据采集系统,提供矢量数据的在线录入、修改、审核和管理等功能,实现了面向普通大众的地理矢量数据采集机制,并将此系统运用于智慧社区的商业网点数据采集中,应用效果良好,可为商家和社区居民带来便利,提升社区的管理水平和服务质量。

多源地理矢量数据要素解码方法研究

历史测绘地理信息数据格式繁杂,给数据共享与应用带来了困难,地理矢量数据要素解码过度依赖第三方平台,存在兼容性差、低可扩展性、特殊要素解码不完备等缺陷。为此,研究提出了基于Teigha及GDAL/OGR的多源地理矢量数据要素解码方法,实现了不依赖第三方平台的地理信息图件与数据解码,满足了多源矢量数据集成的数据访问、共享与格式转换需求。

地理信息矢量数据脱密系统设计研究

本文主要研究了地理信息矢量数据脱密系统的设计。首先,进行了系统需求分析和业务流程分析,确定了系统的功能和流程。其次,根据设计原则,提出了系统的总体框架和功能结构,描述了核心功能模块和数据库设计。最后,介绍了系统的开发环境和使用的iObjects组件。通过本研究,可以为矢量数据脱密系统的设计和开发提供参考和指导。

支持大规模地理矢量数据实时可视化的高效索引技术

对大规模地理矢量数据进行可视化是当前地理信息科学领域研究的热点与难点,在当前研究中,显示导向型计算方法具有对数据规模不敏感的特性,可支持大规模地理矢量数据实时可视化。但随着数据规模增长,该方法在数据预处理时索引构建时间和生成索引尺寸急剧增长,这大幅影响方法的实用性。基于此,提出一种基于显示导向型计算的高效索引技术:在预处理阶段,基于四叉树递归划分全球地理空间范围快速构建瓦片四叉(tile-quad,TQ)树索引,在TQ树中通过编码实现结点和瓦片/像素空间范围的对齐;在可视化阶段,以屏幕显示的像素点为计算单元,判断TQ树中像素对应结点是否存在,可快速计算像素值来生成最终的显示效果。实验结果表明,该技术在数据预处理时的索引构建时间短,索引尺寸小,同时可视化效率远优于现有显示导向可视化方法,可更快地支持亿级矢量要素的实时可视化。

面向大规模地理矢量线数据的多层级实时可视化技术

针对主流方法难以满足多层级实时可视化的需求,提出面向大规模地理矢量线数据的多层级实时可视化技术。建立面向多层级瓦片绘制的自适应可视化模型,设计像元四叉R(pixel quad R, PQR)树空间索引和基于PQR树的自适应可视化算法,分别用于支撑模型的数据组织和可视绘制。在10亿规模数据集上的实验表明:该技术在0.57 s内可计算任一层级上的可视结果,并且计算耗时大幅小于主流方法。当数据规模急剧增长时,该技术在各显示层级上仍具有较好的可视性能,最低可视速率超过100张/s,大幅优于主流方法。该技术在单机条件下即可支撑大规模地理矢量线数据的多层级实时可视化,在空间大数据探索分析领域具备较好的应用前景。

面向多级分发的矢量地理数据数字指纹算法

矢量地理数据在实际使用过程中通常经过多次分发,已有数字指纹算法多基于单次分发设计,仅能追踪单级分发下的数据泄露,难以追踪整个流通链条。该文提出一种面向多级分发的矢量地理数据数字指纹算法。首先,对矢量地理数据的顶点坐标进行归一化处理;然后,将归一化值的高位与分发级数建立哈希映射,将顶点划分为若干互不重叠的集合;最后,将各级指纹通过QIM方法分别嵌入划分所得的各个顶点集合中。其中,多级指纹编码采用级联码,外码为I码,内码为GD-PBIBD码。仿真实验表明,该算法对缩放、平移、增删点、裁剪等攻击具有较好的鲁棒性,且可有效抵抗常见的线性指纹攻击,准确地追踪到叛逆用户。该算法可用于矢量地理数据多级分发中,为版权保护及盗版追踪提供有力支持。

基于数字指纹的矢量地理数据几何脱密算法

为平衡保密与共享的矛盾,现主要采用脱密技术实现矢量地理数据在安全保护前提下的共享,其中,常利用非线性变换方法进行几何精度脱密,而在地理空间数据中嵌入数字指纹,可达到版权保护的目的,但会对空间数据造成一定误差。该文提出一种可溯源的矢量地理数据脱密算法,利用可控误差的数字指纹嵌入,实现对矢量地理数据进行几何精度脱密和版权保护的双重目的,脱密后数据能保持较好的图形形态及空间关系,且可用性较强,实现了脱密数据在使用时的版权保护,可为“合理保密,充分使用”的矢量地理数据共享需求提供支撑。

应用泰森多边形的矢量地理数据零水印算法

传统嵌入式水印算法会对原始数据的精度造成影响,为满足高精度矢量地理数据版权保护需求,本文提出了一种应用泰森多边形的矢量地理数据零水印算法。首先,对矢量地理数据进行归一化预处理,采用Douglas-Peucker算法提取矢量地理数据的特征点,并构建特征点的泰森多边形;然后,根据每个泰森多边形与相邻多边形周长的大小关系,确定其特征位为1或0,运用泰森多边形周长与原始水印之间的哈希映射值,确定该特征位在序列中的位置,特征序列中每一位可能会有多个不同的特征位对应,利用投票原则确定该位置的最终值;最后,将特征序列与置乱后的水印图像序列进行异或运算,生成零水印。研究表明,该算法能够抵抗平移、缩放、旋转、裁剪和简化等常见攻击手段,具有较强的鲁棒性。这可为高精度矢量地理数据版权保护提供技术参考。

利用数据点定位的矢量地理数据数字水印算法

在矢量地理数据遭受数据拼接或数据更新攻击时,由于不含水印数据点过多,目前的稳健水印算法检测非常困难。针对这一问题,利用脆弱水印技术,提出一种基于数据点定位的矢量地理数据数字水印算法。在稳健水印嵌入的同时,利用矢量地理数据坐标点的特征映射生成脆弱水印信息,并根据精度要求采用量化思想进行水印嵌入,实现对每个数据点的篡改定位,从而排除不含水印数据点的干扰,实现对矢量地理数据版权信息的可靠检测。试验结果表明,提出的算法能够有效抵抗数据拼接和数据更新攻击,减少了不含水印数据对水印检测的干扰,提高了水印检测结果的正确性。

一种抗要素删除的矢量地理数据精确认证算法

脆弱水印是数字水印技术的一个重要分支,可以实现对数据内容真实性的认证,并能准确检测到数据的篡改位置、篡改量甚至篡改类型,是解决矢量地理数据完整性认证难题的有力手段。基于脆弱水印技术,该文提出了一种抗要素删除的矢量地理数据精确认证算法。在认证内容嵌入过程中,首先按照"Zig-Zag"排序方式建立矢量地理数据的空间位置关系;然后,提取坐标值精度位前的数值生成脆弱水印信息;最后,根据量化的思想将水印信息嵌入到排序后的相邻数据点上。在认证时,将提取到的水印信息与生成的水印信息进行对比,根据二者是否一致来鉴别数据是否发生更新。实验结果表明,该文提出的认证算法可实现数据更新时的精确认证,对各种篡改包括要素删除、增加、平移等能够精确定位与标记。

基于分布式拓扑的P2P矢量地理数据表示模型的研究

目前对矢量数据分布式拓扑关系的研究较少,且矢量拓扑表示方法不利于P2P矢量数据的共享和传输。提出一种基于分布式拓扑的P2P矢量地理数据表示模型。该模型结合矢量分片合并的思想,通过扩展WKT(well-known text)格式来维持矢量数据的拓扑关系。进一步,对该模型的性能进行了数学分析,并基于JTS(Javatopology suite)实现了相应的原型系统。理论分析和实验测试结果表明,该模型在选择适当的分片粒度情况下,能使数据传输比率最小化,从而验证了该模型提高数据传输效率和加快矢量数据分片、合并的有效性。

水印信息分段的矢量地理数据多级水印算法

多级水印算法在矢量地理数据多级分发、版权保护中具有重要作用。首先,通过对矢量地理数据多级分发中数字水印技术的应用需求,建立了矢量地理数据多级水印模型。接着,通过对水印信息分段,结合分发流程,建立了多级水印信息生成方法。然后,建立一种适应分段水印信息的多级水印嵌入和检测模型。最后,对多次嵌入水印的数据可用性以及算法的鲁棒性进行了试验分析。

基于ArcGIS Engine的矢量地理数据数字水印系统的设计和实现

用VS2005(C++)和ArcGIS Engine开发矢量地理数据数字水印系统。首先介绍矢量地理数据数字水印系统的实现方案;然后阐述基于ArcGIS Engine读取矢量数据的关键技术;最后实现对Shapefile数据格式的水印嵌入和提取操作,并给出可视化比较结果。系统的实现有助于降低开发难度,提高数字水印系统开发的灵活性和开放性。

一种矢量地理空间数据文件细粒度访问控制模型

访问控制的任务是在为用户提供最大资源共享的基础上,防止用户对信息的越权篡改和滥用,以保证信息的安全,它是解决当前日益突出的地理空间数据共享与安全矛盾的关键。针对现有地理空间数据文件访问控制存在控制形式单一、缺少合适地理空间数据文件特征的访问控制理论模型支撑的问题,结合地理空间数据的多尺度特征与属性特征,通过扩展元属性、引入加解密机制,提出了一种基于属性的访问控制模型——GDF-ABAC模型。该模型支持多种粒度的访问控制,具有良好的灵活性与可扩展性。最后,研究基于GDF-ABAC模型,实现了Shapefile格式数据的要素级细粒度访问控制,验证了模型的有效性与实用性。

一种用于精确认证的矢量地理数据脆弱水印算法

对矢量地理数据脆弱水印进行研究,提出一种用于精确认证的矢量地理数据脆弱水印算法。利用数据自身的特征映射生成脆弱水印,并基于量化思想将数据点自身和相邻数据点的水印信息嵌入到数据点上。通过脆弱水印检测对矢量地理数据的任何篡改进行检测定位,实现针对矢量地理数据的精确认证。实验结果表明,该算法在不破坏原始数据精度和可视化效果的同时,能够有效检测出矢量地理数据中的数据修改、增点、删点、裁剪等篡改,并能将篡改精确定位到数据点。

基于DFT幅度的矢量地理空间数据数字水印算法

基于矢量地理空间数据自身的特点,运用离散傅立叶变换技术,提出了一种基于离散傅立叶变换的矢量地理空间数据数字水印算法。首先根据矢量地理空间数据的顶点序列构造复数序列,然后对该复数序列做离散傅立叶变换,将水印信息转换为符合N(0,1)分布的伪随机水印序列嵌入到变换后的幅度中,再进行离散傅立叶逆变换得到含水印信息的矢量地理空间数据。提取水印时,通过比较嵌入水印的数据与原始数据之间的差异提取出原始水印信息。实验分析表明,该算法在抗矢量地理空间数据处理中常见的删点、数据格式转换、平移、旋转等方面具有较好的效果。

基于小波变换的矢量地理空间数据数字水印算法

基于矢量地理空间数据自身特点,运用小波变换技术,提出了一种基于小波变换的矢量地理空间数据数字水印算法。即对一系列的线、面坐标串分别进行离散小波分解,把水印信息分段嵌入到相应的小波分解后得到的低频系数中;再进行小波逆变换得到含水印信息的矢量地理空间数据。在水印信息提取过程中,解决了删点、投影变换等对水印信息提取的不利影响。实验分析表明,该算法在抗矢量地理空间数据处理中常见的噪声攻击、坐标数据轻微的移动等方面具有较好的效果。

多源地理空间矢量数据关联模型设计

多源地理空间矢量数据之间存在着隐含的关联关系,这些关联关系往往隐式存在,难以直观展示,也难以与空间数据映射交互展示,更无法进行查询分析,获取所需信息。针对这种情况,本文以多源地理空间矢量数据及统计数据为研究对象,首先定义了多源地理空间矢量数据关联的概念及分类,然后以此为基础设计了多源地理空间矢量数据关联模型,并将其分为3个子模型:基于自适应四叉树编码的空间关联子模型、基于几何匹配的空间关联子模型及基于语义匹配的空间关联子模型。该模型定义了多源地理空间矢量数据之间的关联方式,为关联关系的构建奠定了理论基础。

一种基于三维Arnold变换的矢量地理数据置乱加密方法

矢量地理数据具有位置精度高、语义丰富、空间关系明确等特点,易于同各类专题信息集成、融合使用,是地理信息系统的一类重要数据源。互联网和大数据背景下,矢量地理数据面临泄密、侵权、窃取等安全隐患日益凸显。为此,本文分析比较了几类主要的矢量空间数据安全技术,认为数据置乱技术具有较为均衡的安全防护性能,实际应用潜力大,将经典的图像数据置乱思路引入矢量地理数据,提出了一种基于三维Arnold变换的矢量地理数据置乱加密方法。实验表明,该方法简洁高效,具有置乱度高、保持原有数据结构、完全可逆和抗暴力攻击等特点。

多源地理空间矢量数据关联分析

针对多源地理空间矢量数据多来源、难以集成综合利用这一现状,本文提出了多源地理空间矢量数据关联方法,并以此为基础构建了多源地理空间矢量数据关联的可视与计算查询系统。首先,对多源地理空间矢量数据关联的概念及分类进行了定义。然后,以此为基础,提出了关联关系构建技术:自适应四叉树编码技术、扫描线技术、几何匹配及语义匹配技术。最后,为实现关联关系的直观展示,设计了原型系统。关联技术的提出可建立起多源地理空间矢量数据之间的关联关系,原型系统的构建也为用户综合利用多源地理空间矢量数据提供了平台,提高了数据的利用率及数据查询的效能。