[发明专利]一种基于拓扑信息熵的GIS矢量数据版权认证方法

摘要

本发明公开了一种基于要素拓扑信息熵的GIS矢量数据版权认证方法。该方法主要运用矢量要素的空间拓扑信息熵值特征构建GIS矢量数据零水印，并基于零水印版权标识和认证原理进行版权认证。具体包括如下过程(1)针对GIS矢量数据的零水印生成过程，包括空间网格生成、Voronoi剖分、拓扑信息熵计算、零水印生成等步骤；(2)针对GIS矢量数据的版权标记提取和认证过程，包括密钥读取、零水印提取、原始水印与提取水印相似度计算等步骤。本版权认证方法对几何变换、投影变换、格式变换等多种内容保持操作具有鲁棒性，且不会对数据质量造成任何影响。

主权项

一种基于拓扑信息熵的GIS矢量数据版权认证方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：(一)版权标记生成过程步骤一：打开一GIS矢量数据点图层文件，并增加属性字段；步骤二：基于点图层文件，生成相应点要素的Voronoi图层；步骤三：设置网格行数m和列数n，在Voronoi图层的基础上生成所述点图层文件的空间分区网格图层；步骤四：针对Voronoi图层中的每个多边形，计算其一阶邻域多边形个数c，并将个数c该值赋给点图层文件中相应点要素的邻接多边形数量属性；步骤五：针对网格图层中的每个网格要素，计算其所覆盖点图层文件中相应的点要素的个数；步骤六：根据下式(1)计算网格图层中的每个网格要素的拓扑信息熵H，当网格要素中无点要素时，其H值记为0；式(1)中，Xi为第i个要素对应的Voronoi区域的一阶邻接度；Xmax分别为点要素Voronoi区域一阶邻接度的平均值和最大值；H=Σi=1N|log2(Xi-X‾Xmax+1)|---(1)]]>步骤七：将各网格要素的拓扑信息熵H各取小数点后k位有效数字，如果不足补0，按空间从左至右、从上至下的顺序依次排列在一起，即形成特征认证信息W；步骤八：在特征认证信息W前面加上8位当前日期字符串后，根据用户设置密钥信息Key，基于RSA加密算法对认证信息W进行加密，生成带时间戳的版权标识加密信息We；加密信息We、网格行数m、网格列数m、位数k和密钥信息Key存档，以备版权认证使用；(二)版权标记提取和认证过程步骤一：当发现可疑产品时，提供加密信息We、网格行数m、网格列数m、位数k、密钥信息Key和可疑GIS矢量数据文件用于版权认证；步骤二：根据上述(一)版权标记生成过程中的步骤二到步骤六，计算各网格要素的拓扑信息熵H，拓扑信息熵H取小数点后k位有效数字，不足补0，并存入数组ExInfo中；步骤三：根据密钥信息Key，对存档的版权标识加密信息We进行解密，生成8位时间戳信息和特征认证信息W；步骤四：根据有效位数k，将特征认证信息W每k位做为一个分组，依次写入到数组RegInfo中；步骤五：依据式(2)计算相似度S，其中，ExInfo[i]、RegInfo[i]分别为数组ExInfo、数组RegInfo的元素，M为数组长度；S=Σi=1MExInfo[i]×RegInfo[i]Σi=1MExInfo[i]2×RegInfo[i]2---(2)]]>步骤六：t为用户指定阈值，如果相似度S≥t，则证明可疑产品为侵权作品；否则，则不是侵权作品。