三维地形模型水印在应急救援系统中的研究与应用

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计算机技术与互联网的快速发展给数字产品的访问和使用带来了方便,也同时出现了一系列的版权问题,如数字产品的盗版、随意复制、恶意篡改等。三维地形模型,又称数字高程模型作为虚拟现实、地理信息系统、娱乐游戏重要的数据基础,与图像、文本、音频、音频一样存在着版权保护、安全认证等问题。本文从基于云平台的应急救援系统的应用场景出发,对地形模型数字水印进行研究,主要工作如下:1、对基于云平台的应急救援系统中地形数据服务进行了需求分析,针对需求分析提出了对地形模型的数字水印的基本要求,并对地形数据服务中地形采样、地形建模和信息管理平台三大模块进行了详细设计,着重介绍了数字水印相关的应用流程。2、基于高程变化率的高程仿射不变性与插值细化在地形分析中的必要性,提出了一种基于插值细化的三维地形模型多重水印算法:该算法首先将原始地形数据进行一级小波变换,在坡度较大的低频系数中嵌入第一重水印,然后进行插值细化操作,通过修改内插点的高程值来改变原始数据结点的斜差分高程变化率,将第二重水印嵌入在高程变化率矩阵的二级小波对角分量上。实验验证该算法能在保持地形近无损性的基础上,同时拥有对噪声、高程缩放、平移、剪切、平滑等攻击的鲁棒性。3、从对基于支持向量机的二维图像水印的分析出发,讨论了在地形模型中支持向量机的适用性,提出一种基于支持向量机的地形插值模型脆弱水印算法:首先将插值模型的内插点作为目标样本,其邻域结点的高程值作为训练样本进行支持向量机模型训练,基于支持向量机预测的能力调整嵌入强度嵌入水印。实验验证这种算法能够对局部的地形复制替换、高程缩放与平移、局部噪声等多种篡改进行准确的定位,并且对全局的高程缩放、平移、平滑以及局部剪切攻击具有一定的鲁棒性。
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