基于QR码与DFT的矢量地图数字水印方案研究开题报告

1. 研究目的与意义

地理空间数据是地理信息系统的“血液”所在，是保存和传输地理信息的重要手段，承载着国民经济建设、国家军政安全等关键的战略信息^[1][2][3]，也承载着包括国土资源管理、城市规划管理、交通旅游、地图导航等政府或民用的重要信息^[4][5]。可以说，地理空间数据满足了多方面的需求，是人们生活和人类社会发展中必不可少的一环。20世纪末以来，人类的信息化革命进入到了一个新的阶段，地理信息系统也成为了信息化各种中受益的领域，传统的纸质地图等地理空间数据逐渐转换为数字地图，以矢量空间数据等方式储存在计算机内。

地理空间数据按照其空间数据结构，可以分为五种类型，包括空间实体及其描述、矢量空间数据结构、栅格空间数据结构、矢量栅格一体化数据结构和三维数据结构。其中矢量空间数据和栅格空间数据是地理空间数据的两大主力军，前期由于其数据结构，可以在小数据量的前提下具有较高的数据精度，具有一定的应用优势^[24]，使得其在社会经济各个领域应用较为广泛。

随着地理信息数据从纸质版地图到数字版地图的转换，人们享受了信息化时代的便捷，从现有发达的计算机平台中，人们也可以轻易地复制、传输、共享数据成果。但是，与此同时，地图的版权保护问题也日益凸显^[6]。对于纸质地图来说，可以利用物理方法进行防伪版权检测。为了防止盗版数据，许多领域已经开发出了成熟可行的数据版权保护技术。对于矢量空间数据来说，由于无法在分发数据之后，通过技术手段获取数据的分发者、接受者等信息，对于其非法传播问题并没有具体可行的解决办法，这对于地理信息安全是十分不利的。目前，许多单位都实行了过于严格的数据分发管理策略，使得重要的矢量空间数据并不能及时有效地进行共享，降低了其工作效率。更严重的是，涉密数据通过普通的复制手段即可进行非法传播，具有无限复制的可能性。矢量空间数据的安全问题成为了制约我国数字城市和智慧城市建设的瓶颈，我们需要找到一种方法来保护矢量空间数据的安全，维护数据生产者和国家的权益。

2. 研究内容和预期目标

目前，处于对矢量地图版权保护、数据安全等迫切的需求，矢量空间数据水印算法及模型的研究已经越来越受到国内外专家学者的关注。在过去十年内，许多算法被学界提出，但是都只能应用于特殊的定制场景内，而算法各方面的性能，包括鲁棒性、隐蔽性、尤其是水印的容量方面没有被兼顾。

(1)矢量地图数字水印技术的鲁棒性需要提升。目前，大多数的水印算法被设计为能抵挡某种或若干种攻击，如数据压缩、数据重排列等，但是对于一些比较特殊的攻击，如随机噪声、精度调整、几何形变、平移旋转、顶点增删时，则不能同时兼顾。特别地，对于坐标转换或投影攻击，并没有很好的解决方案。因此，对于复合型攻击，水印技术的鲁棒性仍需进一步提升。

(2)矢量地图数字水印技术的隐蔽性需要提升。目前，除了零水印算法以外，大多数算法都会对原始数据产生修改，产生一定的误差，甚至影响数据的使用。近年来，有学者提出能够保持空间数据拓扑一致性和可用性的水印算法。实际上，只要提升水印算法的隐蔽性，将顶点坐标的变化量限制在坐标单位的几个数量级内，就不会影响数据的空间特性，甚至达到几乎不可感知的效果。

3. 研究的方法与步骤

三、研究步骤、方法及措施：

1.qrcode“苏州科技大学地理科学与测绘工程学院”， 先二值化，再生成qrcode

4. 参考文献

[1]杨成松,朱长青.基于常函数的抗几何变换的矢量地理数据水印算法[j].测绘学报,2011,40(2):256.

[2]王奇胜,朱长青,符浩军.利用数据点定位的矢量地理数据数字水印算法[j].测绘学报,2014,42(2):310-316.

[3]许德合.基于dft的矢量地理空间数据数字水印模型研究[d].解放军信息工程大学，2008.

5. 计划与进度安排