基于區間映射和最大擾動區域的矢量地圖可逆水印算法

奚 旭，張新長

1. 蘇州科技大學地理科學與測繪工程學院，江蘇 蘇州 215009; 2. 廣州大學地理科學與遙感學院，廣東 廣州 510006

矢量地圖具有極高的社會經濟價值，在數字經濟、智慧城市、虛擬現實等新興發展理念中具有重要基礎功能[1-3]。在當前大數據時代，矢量地圖的非法傳播、倒賣與篡改等行為越來越猖狂，給數據合法擁有方造成了難以估量的損失[4-5]。數字水印[6-7]作為信息安全領域的前沿技術被引用到矢量地圖中，為地理空間數據的版權保護提供了技術支持。

目前，矢量地圖水印的研究成果已經非常豐富，根據傳統的嵌入方式主要分為空間域水印算法和頻率域水印算法[5,8]，這兩種算法通過直接或間接修改坐標值的方式實現水印嵌入。由于水印信息的嵌入會對坐標點造成擾動，因此，在設計水印方案的同時設計數據質量控制措施是矢量地圖數字水印研究領域的一個重要方向[9]。文獻[10]用相對位置精度和絕對位置精度作為約束條件，在線要素的周長和面要素的面積中嵌入水印，確保坐標點的變化在允許容差范圍內。文獻[11]利用多邊形相似變換，基于量化索引調制的方法，將水印信息調制于多邊形要素的空間關系的特征集合中，有效保持了要素的幾何形狀。文獻[12]將水印嵌入至擴大倍數離散傅里葉變換的(discrete Fourier transform，DFT)相位和幅度上，在一定程度上減少了數據擾動等。以上研究均設計了質量控制方法，但仍然會在不同程度上降低數據保真度，因此，具有無損性質的水印算法越來越受關注。……