GIS矢量數(shù)字產(chǎn)品版權(quán)認(rèn)證技術(shù)

內(nèi)容概要

《GIS矢量數(shù)字產(chǎn)品版權(quán)認(rèn)證技術(shù)》圍繞當(dāng)前GIS矢量數(shù)字產(chǎn)品版權(quán)認(rèn)證中存在的問題，在系統(tǒng)梳理版權(quán)認(rèn)證理論與技術(shù)體系、分析GIS矢量數(shù)據(jù)及其產(chǎn)品特征的基礎(chǔ)上，論述了GIS矢量數(shù)字產(chǎn)品版權(quán)標(biāo)記的生成、嵌入、檢測、提取、攻擊及認(rèn)證技術(shù)，以及GIS矢量數(shù)據(jù)版權(quán)認(rèn)證系統(tǒng)和GIS矢量數(shù)據(jù)版權(quán)權(quán)威認(rèn)證算法性能測評系統(tǒng)的構(gòu)建過程，并形成了GIS矢量數(shù)字產(chǎn)品版權(quán)保護(hù)方案。
《GIS矢量數(shù)字產(chǎn)品版權(quán)認(rèn)證技術(shù)》可供GIS、測繪、信息安全等方向的研究人員、工程技術(shù)人員、教師、研究生和本科生學(xué)習(xí)與參考。

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無

書籍目錄

前言第1章 緒論1.1 GIS矢量數(shù)字產(chǎn)品概述1.2 GIS矢量數(shù)字產(chǎn)品版權(quán)認(rèn)證的研究背景1.3 GIS矢量數(shù)字產(chǎn)品版權(quán)認(rèn)證技術(shù)研究與應(yīng)用現(xiàn)狀參考文獻(xiàn)第2章 版權(quán)認(rèn)證理論與技術(shù)基礎(chǔ)2.1 版權(quán)認(rèn)證概述2.2 GIS矢量數(shù)字產(chǎn)品版權(quán)認(rèn)證系統(tǒng)2.3 版權(quán)認(rèn)證模式2.4 版權(quán)認(rèn)證應(yīng)用模式2.5 版權(quán)認(rèn)證相關(guān)技術(shù)參考文獻(xiàn)第3章 GIS矢量數(shù)字產(chǎn)品特征分析3.1 GIS矢量數(shù)據(jù)特征3.2 GIS矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)3.3 GIS數(shù)據(jù)組織方式3.4 GIS矢量數(shù)據(jù)管理方式3.5 GIS矢量數(shù)據(jù)組織與存儲特征3.6 GIS矢量數(shù)字產(chǎn)品的生產(chǎn)與發(fā)行特點(diǎn)3.7 GIS矢量數(shù)字產(chǎn)品的應(yīng)用特點(diǎn)參考文獻(xiàn)第4章 版權(quán)標(biāo)記生成技術(shù)4.1 版權(quán)標(biāo)記生成概述4.2 基于文本信息的版權(quán)標(biāo)記生成4.3 基于圖像信息的版權(quán)標(biāo)記生成4.4 基于圖形信息的版權(quán)標(biāo)記生成參考文獻(xiàn)第5章 GIS矢量數(shù)字產(chǎn)品的版權(quán)標(biāo)記嵌入技術(shù)5.1 版權(quán)標(biāo)記嵌入原理與方法5.2 版權(quán)標(biāo)記嵌入域5.3 嵌入單元劃分策略5.4 版權(quán)標(biāo)記嵌入策略5.6 版權(quán)標(biāo)記嵌入算法示例參考文獻(xiàn)第6章 版權(quán)標(biāo)記檢測與提取技術(shù)6.1 版權(quán)標(biāo)記檢測與提取概述6.2 GIS矢量數(shù)字產(chǎn)品的版權(quán)標(biāo)記檢測技術(shù)6.3 GIS矢量數(shù)字產(chǎn)品的版權(quán)標(biāo)記提取技術(shù)參考文獻(xiàn)第7章 GIS矢量數(shù)字產(chǎn)品的版權(quán)認(rèn)證7.1 版權(quán)認(rèn)證模型7.2 版權(quán)認(rèn)證算法的性能要求7.3 版權(quán)標(biāo)記的相似度計算7.4 版權(quán)認(rèn)證系統(tǒng)運(yùn)行模式參考文獻(xiàn)第8章 GIS矢量數(shù)字產(chǎn)品的版權(quán)標(biāo)記攻擊方法8.1 攻擊方法分類8.2 去除攻擊8.3 同步攻擊8.4 協(xié)議攻擊參考文獻(xiàn)第9章 版權(quán)標(biāo)記算法性能測評技術(shù)9.1 版權(quán)標(biāo)記算法性能要求9.2 水印算法魯棒性評價方法9.3 含版權(quán)標(biāo)記GIS矢量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查方法參考文獻(xiàn)第10章 版權(quán)認(rèn)證原型系統(tǒng)10.1 系統(tǒng)總體設(shè)計10.2 關(guān)鍵技術(shù)解決方案10.3 系統(tǒng)主要功能與應(yīng)用10.4 系統(tǒng)特點(diǎn)參考文獻(xiàn)第11章 版權(quán)認(rèn)證算法性能評測系統(tǒng)11.1 研發(fā)背景11.2 系統(tǒng)總體設(shè)計11.3 關(guān)鍵技術(shù)解決方案11.4 系統(tǒng)功能11.5 系統(tǒng)應(yīng)用示例參考文獻(xiàn)第12章 基于版權(quán)標(biāo)記的地理信息版權(quán)保護(hù)12.1 研究背景12.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12.3 地理信息數(shù)字版權(quán)保護(hù)方案12.4 關(guān)鍵技術(shù)研究12.5 版權(quán)保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)用流程12.6 地理信息數(shù)字版權(quán)保護(hù)原型系統(tǒng)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：插圖：第1章 緒論1.1GIS矢量數(shù)字產(chǎn)品概述傳統(tǒng)的地理信息數(shù)字產(chǎn)品主要為“4D”產(chǎn)品及其相關(guān)復(fù)合產(chǎn)品，即數(shù)字正射影像圖（digitalorthophotomap，DOM）、數(shù)字高程模型（digitalelevationmodel，DEM）、數(shù)字柵格地圖（digitalrastergraphic，DRG）和數(shù)字線劃地圖（digitallinegraphic，DLG）。其中，4D產(chǎn)品構(gòu)成了地理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)框架，是其他信息的空間載體。隨著地理信息技術(shù)的發(fā)展和用戶不斷增長的實(shí)際需求，地理信息產(chǎn)品已不再局限于傳統(tǒng)的“4D”產(chǎn)品。近年來，又出現(xiàn)了三維建模產(chǎn)品（包括虛擬建模產(chǎn)品）、可量測實(shí)景影像（digitalmeasurableimage，DMI）等多種產(chǎn)品類型。上述諸多地理信息數(shù)字產(chǎn)品類型中，最為基礎(chǔ)、應(yīng)用最為廣泛的產(chǎn)品就是數(shù)字線劃地圖，數(shù)字線劃地圖作為一種能夠較為方便地支持放大、漫游、查詢、檢查、量測、疊加等諸多操作功能的數(shù)字地圖，其技術(shù)特征主要包括以下幾個方面：①數(shù)據(jù)量小，便于分層，能快速的生成專題地圖；②能滿足地理信息系統(tǒng)進(jìn)行各種空間分析的要求，可視為帶有智能的數(shù)據(jù)；③可隨機(jī)地進(jìn)行數(shù)據(jù)選取和顯示，可與其他幾種地理信息數(shù)字產(chǎn)品疊加，便于分析、決策；④圖形為矢量格式，任意縮放均不變形。數(shù)字線劃地圖特有的矢量存儲結(jié)構(gòu)，與以柵格點(diǎn)陣形式存在的二維圖像、一般由三角面片網(wǎng)格組成的三維幾何模型有較大的不同（圖1-2）。DLG數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是利用歐幾里得（Euclid）幾何學(xué)中的點(diǎn)、線、面及其組合體來表示地理實(shí)體空間分布的一種數(shù)據(jù)組織方式。通過記錄實(shí)體的空間位置坐標(biāo)的方式盡可能精確地表示地理實(shí)體，能更好地逼近地理實(shí)體的空間分布，且具有數(shù)據(jù)精度高，數(shù)據(jù)存儲冗余度低等特點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)數(shù)字線劃地圖的數(shù)據(jù)模型為矢量數(shù)據(jù)模型，主要有無拓?fù)涞拿鏃l（spaghetti），有拓?fù)涞膶ε吉?dú)立地圖編碼法（DIME）、多邊形轉(zhuǎn)換器（POLYVRT）、地理編碼和參照系統(tǒng)的拓?fù)浼桑═IGER）等多種文件類型，以及GEODATABASE等關(guān)系數(shù)據(jù)庫類型。這些數(shù)據(jù)模型因其矢量化特點(diǎn)，而又統(tǒng)稱之為矢量模型。相關(guān)產(chǎn)品亦可稱為矢量數(shù)字產(chǎn)品。為與CAD數(shù)字產(chǎn)品相區(qū)分，本書統(tǒng)稱為GIS矢量數(shù)字產(chǎn)品。GIS矢量數(shù)字產(chǎn)品因其具有用途廣、生產(chǎn)成本高昂、蘊(yùn)涵信息量大、安全級別較高、特有的矢量存儲結(jié)構(gòu)等諸多特點(diǎn)，決定了其版權(quán)認(rèn)證研究難度較大。在地理信息產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展形勢下，必然要求通過強(qiáng)化地理信息安全技術(shù)研究、政策和法律的立法，推進(jìn)和保護(hù)地理信息發(fā)展，調(diào)整和保護(hù)不同主體在新技術(shù)領(lǐng)域從事地理信息的權(quán)益，緊跟上地理信息日新月異發(fā)展的步伐。為此，本書著重就GIS矢量數(shù)字產(chǎn)品的版權(quán)認(rèn)證進(jìn)行研究。本書中的版權(quán)標(biāo)記包括數(shù)字水印、數(shù)字指紋、數(shù)據(jù)特征、數(shù)據(jù)暗記等適用于版權(quán)認(rèn)證的標(biāo)記。相關(guān)概念在本書中均有所涉及。但由于相關(guān)參考文獻(xiàn)中并未對相關(guān)概念，特別是版權(quán)標(biāo)記與水印兩個概念進(jìn)行嚴(yán)格區(qū)分，本書在引用時基本采用了原著說法，恕不一一進(jìn)行區(qū)分。1.2 GIS矢量數(shù)字產(chǎn)品版權(quán)認(rèn)證的研究背景1.2.1 實(shí)際應(yīng)用需求的驅(qū)動1.國家信息安全建設(shè)的需要綜觀版權(quán)制度發(fā)展的歷史，可以發(fā)現(xiàn)版權(quán)制度與傳播技術(shù)之間總是存在著微妙的互動關(guān)系。一方面，傳播技術(shù)的革命和傳播方式的進(jìn)步始終是推動版權(quán)制度不斷發(fā)展的重要力量；另一方面，版權(quán)制度又對保護(hù)和促進(jìn)傳播技術(shù)的推廣與發(fā)展起著不可估量的作用。近年來，數(shù)字化技術(shù)精確、廉價、大規(guī)模的復(fù)制功能和Internet的全球傳播能力都給現(xiàn)有版權(quán)制度帶來了前所未有的沖擊，數(shù)字作品的版權(quán)保護(hù)成為困擾各國政府、法律界、藝術(shù)界和計算機(jī)科學(xué)家的難題，并引起了世界各國的高度重視。美國國防部早在1983年就研究制定了可信計算機(jī)系統(tǒng)評估準(zhǔn)則，提出了“可信計算機(jī)基礎(chǔ)”的概念。其后，歐洲有關(guān)國家、加拿大等國以及國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）也相繼提出了各自的信息安全評估標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步促進(jìn)了信息安全等級保護(hù)的理論研究與實(shí)踐。1994年，我國制定發(fā)布了《中華人民共和國計算機(jī)信息系統(tǒng)安全保護(hù)條例》，確立了實(shí)行計算機(jī)信息安全的法律基礎(chǔ)。1999年，我國制定了國家標(biāo)準(zhǔn)《計算機(jī)信息系統(tǒng)安全保護(hù)等級劃分準(zhǔn)則》，形成了我國信息安全等級保護(hù)的思路與工作基礎(chǔ)。在信息中占突出地位的地理信息，特別是生產(chǎn)成本高昂、精度高的GIS矢量數(shù)據(jù)，安全級別較高，是一個國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)與社會發(fā)展的重要戰(zhàn)略資源。在其獲取、加工處理、存儲、分發(fā)和應(yīng)用的各個環(huán)節(jié)，都有可能出現(xiàn)丟失或泄露的可能，必須保證絕對的安全（樊廷杰，2000）。為此。必須進(jìn)一步加強(qiáng)GIS矢量數(shù)字產(chǎn)品版權(quán)保護(hù)的相關(guān)理論與技術(shù)研究，并將其納入國家計算機(jī)信息系統(tǒng)的安全保護(hù)體系之中，在國家信息安全的統(tǒng)一框架之內(nèi)進(jìn)行建設(shè)。GIS矢量數(shù)字產(chǎn)品版權(quán)保護(hù)關(guān)鍵問題的解決，以及版權(quán)保護(hù)系統(tǒng)的開發(fā)，可有效解決地理信息及其信息系統(tǒng)安全問題，從而可有效促進(jìn)地理信息共享和國家信息安全建設(shè)。2.保障地理信息相關(guān)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的需要地理信息系統(tǒng)、電子導(dǎo)航、數(shù)字城市、電子政務(wù)等信息系統(tǒng)的空間服務(wù)特性，決定了其與地理信息應(yīng)用息息相關(guān)。它們所能提供的服務(wù)內(nèi)容和服務(wù)水平，取決于地理信息數(shù)字產(chǎn)品，特別是GIS矢量數(shù)字產(chǎn)品的內(nèi)容和質(zhì)量。然而，目前我國GIS矢量數(shù)字產(chǎn)品的市場狀況十分混亂。一是某些損害我國領(lǐng)土主權(quán)、民族尊嚴(yán)和版圖完整帶有嚴(yán)重政治性問題的地圖產(chǎn)品屢禁不止。有的竟將我國的區(qū)域行政界線繪成國界線，使我國某一行政區(qū)域變成了國外地區(qū)；有的把別國的首都標(biāo)注成我國的城市。出現(xiàn)錯誤次數(shù)最多的是隨意漏畫重要島嶼，這樣的錯誤甚至在一些重要的網(wǎng)絡(luò)媒體上也屢屢出現(xiàn)。二是違法違規(guī)編制出版地圖的問題相當(dāng)嚴(yán)重。近年來，由于社會各方面對地圖產(chǎn)品需求量的不斷增加，受經(jīng)濟(jì)利益驅(qū)動，一些不具備編制出版地圖資格的企事業(yè)單位、個體經(jīng)營者非法編制出版各種紙質(zhì)地圖和數(shù)字地圖，主要表現(xiàn)是侵權(quán)盜版、假冒偽劣、粗制濫造地圖，在市場上公開銷售地圖，在網(wǎng)絡(luò)上分發(fā)各種盜版地圖的拷貝，且其產(chǎn)品搶占了很大的市場空間，嚴(yán)重?fù)p害了廣大消費(fèi)者、合法地圖生產(chǎn)經(jīng)營者的知識產(chǎn)權(quán)和利益（梅蕤蕤，2002）。在數(shù)字作品和網(wǎng)絡(luò)本身的發(fā)展中也有越來越多的新現(xiàn)象、新領(lǐng)域出現(xiàn)，導(dǎo)致GIS矢量數(shù)字版權(quán)的侵權(quán)行為更加難以判斷和認(rèn)定。沒有相應(yīng)的技術(shù)知識和法律知識相支持，權(quán)利人很難對一些侵權(quán)行為進(jìn)行證據(jù)保全，難以通過司法保護(hù)取得賠償，這更增加了訴訟的成本和難度，于是，有些權(quán)利人即使知道權(quán)利被侵犯也寧愿放棄，不愿意打官司。所有這些問題均嚴(yán)重影響了地理信息系統(tǒng)、電子導(dǎo)航、數(shù)字城市、電子政務(wù)等地理信息相關(guān)產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。為此，客觀上需要有一個完善的立法和先進(jìn)的技術(shù)手段來規(guī)范地理信息產(chǎn)品市場，解決GIS矢量數(shù)字產(chǎn)品版權(quán)保護(hù)問題，從而有效保護(hù)生產(chǎn)者、擁有者和使用者的合法權(quán)益；有效滿足密級產(chǎn)品限制用戶群體的保密要求；促進(jìn)GIS矢量數(shù)字產(chǎn)品的共享與交換，從而保障地理信息系統(tǒng)、電子導(dǎo)航、數(shù)字城市、電子政務(wù)等地理信息相關(guān)產(chǎn)業(yè)的安全和健康發(fā)展。3.地理信息安全研究的需要地理信息科學(xué)作為信息科學(xué)的一個重要分支，具有信息科學(xué)的一般特征?；谛畔踩谛畔⒖茖W(xué)中的重要地位和作用，地理信息安全具有同樣重要的研究意義。地理信息安全一直是GIS的研究主題。雖然我國已經(jīng)制定了相關(guān)的保密政策與法規(guī)，并在地理信息系統(tǒng)的建設(shè)中采取了一些安全措施，但目前地理信息安全相關(guān)的研究較少，還缺乏完善的理論基礎(chǔ)和技術(shù)支持，亟需進(jìn)行地理信息安全的基礎(chǔ)理論和技術(shù)方法研究。1.2.2目前GIS矢量數(shù)字產(chǎn)品版權(quán)保護(hù)中存在的問題GIS矢量數(shù)據(jù)表達(dá)方式、存儲結(jié)構(gòu)的多樣性，應(yīng)用的廣泛性，以及無固定存儲順序、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、變換多樣、冗余少的特殊性，導(dǎo)致目前GIS矢量數(shù)字產(chǎn)品版權(quán)保護(hù)中存在較多問題（參見第1.3節(jié)），決定了難以簡單地套用現(xiàn)有的信息加密、電子簽名等版權(quán)保護(hù)技術(shù)來進(jìn)行GIS矢量數(shù)字產(chǎn)品的版權(quán)保護(hù)，必須針對數(shù)據(jù)特點(diǎn)，綜合運(yùn)用多種技術(shù)，進(jìn)行GIS矢量數(shù)字產(chǎn)品版權(quán)保護(hù)關(guān)鍵技術(shù)研究，以滿足版權(quán)保護(hù)系統(tǒng)建設(shè)和相關(guān)立法的需要。1.2.3相關(guān)數(shù)字媒體版權(quán)認(rèn)證技術(shù)提供了研究基礎(chǔ)密碼技術(shù)、數(shù)字簽名技術(shù)、實(shí)時監(jiān)控技術(shù)及信息隱藏技術(shù)，特別是其中的數(shù)字水印技術(shù)在圖像、音樂、視頻等媒體作品認(rèn)證、篡改提示、標(biāo)識身份、隱蔽標(biāo)識等版權(quán)保護(hù)中的重要作用與廣泛運(yùn)用，對本書問題的解決奠定了研究基礎(chǔ)。1.3GIS矢量數(shù)字產(chǎn)品版權(quán)認(rèn)證技術(shù)研究與應(yīng)用現(xiàn)狀GIS矢量數(shù)字產(chǎn)品的存儲特點(diǎn)及其廣泛、基礎(chǔ)、共享的應(yīng)用特點(diǎn)，決定了難以簡單地直接應(yīng)用現(xiàn)有的版權(quán)標(biāo)記技術(shù)來進(jìn)行版權(quán)保護(hù)。近年來，國內(nèi)外學(xué)者對DLG產(chǎn)品的版權(quán)標(biāo)記技術(shù)開展了一定研究與應(yīng)用，主要涉及DLG版權(quán)標(biāo)記的理論基礎(chǔ)、標(biāo)記生成、標(biāo)記嵌入、標(biāo)記檢測以及面向GIS矢量數(shù)據(jù)的實(shí)時操作監(jiān)控等內(nèi)容。其國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢分述如下五個方面。1.3.1GIS矢量數(shù)據(jù)版權(quán)標(biāo)記理論基礎(chǔ)研究版權(quán)標(biāo)記的研究，針對不同的數(shù)據(jù)載體，有較大不同。對于GIS矢量數(shù)據(jù)而言，為有效實(shí)現(xiàn)版權(quán)標(biāo)記，必須著重研究其特有的理論與應(yīng)用基礎(chǔ)，但目前相關(guān)研究較為缺乏。今后的研究重點(diǎn)如下。首先，信息隱藏容量分析，它包含了攻擊行為的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)研究（孔祥維，2003；朱柏承和伍宏濤，2006）。今后需運(yùn)用信息論的方法分析GIS矢量數(shù)據(jù)版權(quán)標(biāo)記算法的性能、容量，從而建立其理論基礎(chǔ)。其次，精度是空間數(shù)據(jù)的本質(zhì)特征，缺乏精度的數(shù)據(jù)將失去價值。利用空間數(shù)據(jù)不確定性理論，對嵌入版權(quán)標(biāo)記數(shù)據(jù)的不確定性進(jìn)行分析和研究應(yīng)是當(dāng)前的研究重點(diǎn)之一。最后，為有效評價版權(quán)標(biāo)記算法的優(yōu)劣與性能，需要開發(fā)相應(yīng)的測試基準(zhǔn)。測試基準(zhǔn)是指一個在全球范圍內(nèi)，持續(xù)定義、比較、配置和評估最優(yōu)實(shí)踐的構(gòu)造和分析過程。水印系統(tǒng)的評測基準(zhǔn)用來比較不同水印嵌入算法的優(yōu)劣，并給出相應(yīng)的得分的圖表數(shù)據(jù)。然而，不可能存在適用于所有水印系統(tǒng)和應(yīng)用場合的測試基準(zhǔn)（孫圣和等，2004），而適用于GIS矢量數(shù)據(jù)水印系統(tǒng)的測試基準(zhǔn)還未有深入研究，是當(dāng)前的研究重點(diǎn)之一。并且，對GIS矢量數(shù)據(jù)版權(quán)標(biāo)記算法魯棒性的測試需要在多個不同的地圖數(shù)據(jù)上進(jìn)行，這些地圖必須具有代表性。為了進(jìn)行公平地比較，必須用同一套標(biāo)準(zhǔn)地圖集來對各種GIS矢量數(shù)據(jù)版權(quán)標(biāo)記系統(tǒng)進(jìn)行測試。為此，還急需研究建立一個GIS矢量數(shù)據(jù)的基準(zhǔn)測試地圖集。

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