本书针对地理数据安全保护新需求，对新的地理数据数字水印模型与原理进行了深入研究，从需求背景、基本原理、建模思想、算法应用等方面展开阐述和探讨，为地理数据数字水印技术的发展和完善提供了可靠的理论与应用基础。
本书也是《地理空间数据数字水印理论与方法》的姊妹篇。内容均依托南京师范大学地理数据安全团队多项高水平的自然科学基金项目，这些研究成果目前已得到广泛应用，且取得了很好的效果。
本书可作为计算机、信息安全、测绘、地理等领域科研、教学、开发人员的重要参考资料，也可作为相关领域研究生和本科生的教学参考书。
南京师范大学地理数据安全团队，数十年来勤奋耕耘地理数据数字水印理论、技术和应用，在地理数据数字水印领域处于国际领先地位。在深入研究和应用传统的地理数据鲁棒数字水印的基础上，在数字水印的新方向不断开拓进取，持续不断地取得创新性成果。本书即是该团队近几年地理数据数字水印技术的新的成果结晶。
该书内容均依托南京师范大学地理数据安全团队多项高水平的国家自然科学基金和国家标准，这些研究成果目前已得到广泛应用，且取得了很好的效果。
该书是《地理空间数据数字水印理论与方法》的姊妹篇。全书内容新颖，体系完整，重点突出，应用性强。全书紧扣地理数据安全保护新需求，具有很好的理论和应用价值。
前言
Preface
地理数据是国家和国防建设、科学研究、公众生活等领域不可或缺的战略资源，具有十分广泛的应用,地理数据一旦泄露，直接危害国家安全、国防安全。同时，地理数据又具有定位准、精度高、涉密多等安全特征，其安全与国家安全、国防安全、经济利益等息息相关。因此，保护地理数据安全具有重要意义。
数字水印技术是地理数据安全保护的有效手段，地理数据数字水印包括鲁棒水印、无损水印、脆弱水印等。鲁棒水印研究较多，应用也比较成熟，已在地理数据版权保护、溯源追踪中发挥了重要作用。但是，随着地理数据安全保护需求的增多，对地理数据数字水印提出了更多的要求，包括无损性、脆弱性、完整性、认证性、保密性等，以及近年来新发展的矢量瓦片和三维模型数据的安全保护需求。
本书针对地理数据安全保护的新需求，对新发展的地理数据数字水印模型与原理进行了深入研究，从需求背景、基本原理、建模思想、算法应用等方面展开阐述和探讨，为地理数据数字水印技术的发展和完善提供了可靠的理论与应用基础。
本书主要内容包括地理数据数字水印需求和进展、结合区块链的矢量地理数据零水印模型、矢量地理数据无损水印模型、矢量地理数据脆弱水印模型、瓦片地图水印模型、三维模型数据数字水印模型、防重复嵌入水印模型、抗屏摄鲁棒水印模型和矢量地理数据交换密码水印模型等。
本书内容是在两项国家自然科学基金面上项目顾及空间关系的矢量地理数据交换密码水印模型研究（批准号：41971338）和矢量地理数据选择性加密模型研究（批准号：42071362），以及两项国家标准测绘地理信息数据数字版权标识（项目编号：20142127-T-466）和测绘地理信息数据权限控制（项目编号：20210649-T-466），一项江苏省自然科学基金面上项目矢量地理数据自适应感知加密模型研究（批准号：BK20191373）等研究成果的基础上形成的。
本书是作者所在团队近年来研究成果的总结。全书由任娜提出总体撰写思路和提纲，并为全书统稿；朱长青和陈玮彤参与编著。其中，第1、2章由朱长青编写，第3~6、9章由任娜编写，第7、8章由陈玮彤编写。此外，为本书写作提供帮助的有王奇胜、周齐飞、佟德宇、吴维、吴清华、景旻、刘子儀、徐鼎捷、赵亚宙、贡威腾、许金宇、赵明、周子宸、周紫璇等。
由于作者水平所限，书中一定还有不少缺点，敬请读者批评指正。
作者2021年9月
任娜，女，博士，副教授，主要研究方向为地理信息安全。
在科研方面，主持了4项和省级项目，作为主要完成人参加了国家标准、国家社科重大项目等多项项目。共发表学术论文70余篇，其中，SCI论文21篇，EI论文26篇，获授权发明专利15项，软件著作权20项。获教育部科技进步奖二等奖（排名2）、中国地理信息产业协会科技进步奖特等奖（排名2）、江苏省优秀青年测绘科技工作者、江苏省六大人才高峰 、中国地理信息产业优秀女企业家称号等。
在教学方面，获教育部课程思政教学名师、全国高校黄大年式教学团队、江苏省高校微课教学比赛一等奖、全国GIS青年教师讲课竞赛一等奖、校教学十佳（两年一次）等奖励。指导学生获团中央大学生小平科技创新团队、江苏省大学生挑战杯竞赛一等奖、全国高校GIS创新创业大赛一等奖、江苏省高校地理信息创新创业大赛一等奖（连续三年）、GIS理论与方法年会优秀论文特等奖等奖项，多次获优秀指导老师奖。
在应用推广方面，作为技术总负责人组织研发了吉印地理信息安全系列软件，有效促进了我国地理信息产业的安全发展。该系列软件已成功应用于我国测绘、国土、地质、规划、军队和公安等600余家单位，得到了广大用户的一致好评。
目录
Contents
序
前言
第1章概论
1.1引言
1.2地理数据数字水印分类
1.2.1按数字水印的可见性分类
1.2.2按地理数据的类型分类
1.2.3按数字水印的功能分类
1.3地理数据数字水印技术进展
1.3.1矢量地理数据零水印技术
1.3.2矢量地理数据无损水印技术
1.3.3矢量地理数据脆弱水印技术
1.3.4瓦片数据数字水印技术
1.3.5三维地理模型数据数字水印技术
1.3.6遥感影像防重复嵌入水印技术
1.3.7遥感影像抗屏摄鲁棒水印技术
1.3.8矢量地理数据交换密码水印技术
参考文献
第2章结合区块链的矢量地理数据零水印模型
2.1零水印技术
2.1.1零水印概念
2.1.2零水印基本模型
2.1.3零水印算法的特征与评价指标
2.2区块链技术
2.2.1区块链定义
2.2.2区块链分类
2.2.3区块链核心技术
2.2.4区块链特征
2.2.5智能合约
2.2.6区块链在版权保护领域中的应用研究
2.3基于零水印和区块链的矢量地理数据版权保护模型
2.3.1基于区块链的矢量地理数据零水印注册模型
2.3.2基于角度特征的矢量地理数据零水印算法
2.3.3实验与分析
2.3.4小结
2.4基于区块链和零水印的矢量地理数据交易存证模型及实现
2.4.1IPFS特征分析
2.4.2矢量地理数据交易存证模型
2.4.3基于快速响应码的矢量地理数据零水印算法
2.4.4智能合约设计与调用
2.4.5矢量地理数据交易存证及版权保护系统的设计与实现
2.4.6实验与分析
2.4.7小结
参考文献
第3章矢量地理数据无损水印模型
3.1矢量地理数据无损水印
3.1.1无损水印算法分类
3.1.2存储特征与无损水印算法
3.1.3要素内存储特征
3.1.4要素间存储特征
3.2基于要素内存储特征的矢量地理数据无损水印算法
3.2.1矢量线要素的存储特征
3.2.2无损水印算法
3.2.3实验结果与分析
3.2.4小结
3.3基于要素间存储特征的矢量地理数据无损水印算法
3.3.1线对的性质
3.3.2无损水印算法
3.3.3实验设置
3.3.4实验结果与分析
3.3.5小结
参考文献
第4章矢量地理数据脆弱水印模型
4.1脆弱水印技术
4.1.1脆弱水印的特点和要求
4.1.2脆弱水印技术分类
4.1.3矢量地理数据脆弱水印技术特征
4.1.4矢量地理数据鲁棒水印和脆弱水印的区别
4.2基于脆弱水印的矢量地理数据精确认证模型
4.2.1矢量地理数据精确认证
4.2.2一种抗要素删除的矢量地理数据精确认证模型
4.2.3基于点约束分块的矢量地理数据精确认证算法
4.3基于脆弱水印的矢量地理数据选择性认证
4.3.1合法及不合法失真
4.3.2一种抗光栏法压缩的矢量数据选择性认证算法
4.3.3一种抗几何变换的矢量地理数据选择性认证模型
参考文献
第5章瓦片地图水印模型
5.1瓦片地图水印技术
5.1.1栅格瓦片地图特征及水印技术
5.1.2矢量瓦片地图特征及水印技术
5.2栅格瓦片地图水印模型
5.2.1算法思路
5.2.2基于栅格瓦片地图数据索引机制的无损水印算法
5.2.3实验与分析
5.2.4结论
5.3基于二维格网量化的矢量瓦片地图水印模型
5.3.1算法思路
5.3.2量化调制与水印容量
5.3.3基于二维格网量化的调制机制和容量优化
5.3.4基于二维格网量化的矢量瓦片大水印容量算法
5.3.5实验结果与分析
参考文献
第6章三维模型数据数字水印模型
6.1地理场景点云数据数字水印模型
6.1.1地理场景点云数据数字水印技术
6.1.2基于点云分割和特征点的地理场景点云数据水印模型
6.2倾斜摄影模型数据数字水印模型
6.2.1倾斜摄影模型水印技术
6.2.2基于特征线比例的倾斜摄影模型水印模型
6.3BIM模型数字水印模型
6.3.1BIM模型数字水印技术
6.3.2基于量化调制的BIM模型无损水印模型
参考文献
第7章遥感影像数据防重复嵌入水印模型
7.1防重复嵌入水印
7.1.1防重复嵌入水印应用场景分析
7.1.2水印标识技术
7.1.3防重复嵌入水印的基本流程
7.2基于复合域的遥感影像防重复嵌入水印算法
7.2.1水印信息生成算法
7.2.2水印嵌入算法
7.2.3水印提取算法
7.2.4实验与分析
7.3基于DCT域的遥感影像防重复嵌入水印算法
7.3.1水印生成算法
7.3.2水印嵌入算法
7.3.3水印提取算法
7.3.4实验与分析
参考文献
第8章遥感影像抗屏摄鲁棒水印模型
8.1屏摄原理与抗屏摄水印技术特征
8.1.1屏摄过程分析
8.1.2遥感影像抗屏摄鲁棒水印技术特征分析
8.2屏摄过程中遥感影像信号变化定量分析
8.2.1定量分析实验设置
8.2.2遥感影像水印嵌入域变化特征分析
8.2.3局部特征稳定性分析
8.3基于局部特征的遥感影像抗屏摄鲁棒水印模型与算法
8.3.1模型构建
8.3.2局部特征区域构建算法
8.3.3水印嵌入算法
8.3.4水印检测与提取算法
8.3.5实验与分析
8.4遥感影像抗屏摄鲁棒盲水印模型与算法
8.4.1模型构建
8.4.2水印嵌入算法
8.4.3水印检测与提取算法
8.4.4实验与分析
参考文献
第9章矢量地理数据交换密码水印模型
9.1矢量地理数据交换密码水印原理
9.1.1交换密码水印
9.1.2矢量地理数据交换密码水印特征
9.1.3矢量地理数据交换密码水印评价指标
9.1.4交换密码水印实现机制
9.2基于SVD特征不变量的矢量地理数据交换密码水印模型
9.2.1SVD的特征
9.2.2SVD特征的应用
9.2.3Lorenz混沌系统
9.2.4基于SVD的矢量地
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