[發明專利]一種高程數據脫密與恢復方法

有效

• 申請號: 201310526900.5
• 申請日: 2013-10-30
• 公開（公告）號: CN103559452A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 周衛;王芙蓉;高隆杰;高奮生;王海榮
• 申請（專利權）人: 南京師范大學
• 主分類號: G06F21/60
• 分類號: G06F21/60
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 李媛媛

1.一種高程數據脫密與恢復方法，其特征在于，包括如下過程：

（一）高程數據的脫密過程

步驟11：確定脫密變換量

輸入高程數據總體變換量sumpara和非線性變換量nonlinear，其中，0<nonlinear<=sumpara；

步驟12：確定高程數據范圍

打開原始高程數據H，獲取其最小外接矩形R，其中，R左下角坐標為（x_min，y_min），右上角坐標為（x_max，y_max）；

步驟13：計算非線性變換參數a₀、a₁、a₂、a₃、a₄、a₅、非線性變換縮放系數scale和線性變換量linear，具體步驟如下：

a）獲取高程點數據，設高程點集合為Points={(Px_i,Py_i,Pz_i)|i=1，2，．．．，k}，其中k為高程點個數；

b）判斷高程點數量，如果k<6，則返回錯誤，否則根據公式（1）對高程點集合Points進行最小二乘解算，得到非線性變換參數a₀、a₁、a₂、a₃、a₄、a₅；

Pz_i=a₀+a₁Px_i+a₂Py_i+a₃Px_i²+a₄Px_iPy_i+a₅Py_i²????（1）

c）在最小外接矩形R范圍內生成m*n個均勻樣本點組成樣本點集合SamplePoints={(Sx_j,Sy_j)|j=1，2，．．．，num}，其中m是X方向樣本點數量，n是Y方向樣本點數量，m>=3，n>=3，num=m*n，根據公式（2）和非線性變換參數a₀、a₁、a₂、a₃、a₄、a₅計算樣本點高程值，得到三維樣本點集合SamplePoints={(Sx_j,Sy_j,Sz_j)|j=1，2，．．．，num}；

Sz_j=a₀+a₁Sx_j+a_2Sy_j+a₃Sx_j²+a₄Sx_jSy_j+a₅Sy_j²????（2）

d）遍歷三維樣本點集合SamplePoints，獲取其高程值中的最大值hMax和最小值hMin，根據公式（3）計算高程非線性變換放大或縮小倍數scale，

scale=nonlinear/（hMax-hMin）????（3）

e）遍歷三維樣本點集合SamplePoints，根據公式（4）計算每個樣本點新的高程值，生成新的三維樣本點集合SamplePoints’={(Sx_j,Sy_j,Sz_j’)|j=1，2，．．．，num}，

Sz_j’=Sz_j*scale????（4）

f）根據公式（5）計算高程線性變換量linear，

linear=sumpara-Σj=0numSzj′/num---(5)]]>

步驟14：修改原始數據高程值，具體步驟如下：

a）根據公式（6）和非線性變換參數a₀、a₁、a₂、a_3、a₄、a₅計算利用原始高程點擬合的高程值Pz_i’；

Pz_i’=a₀+a₁Px_i+a₂Py_i+a₃Px_i²+a₄Px_iPy_i+a₅Py_i²????（6）

b）根據公式（7）計算脫密后高程點集合Points中高程值Pz_i”，生成脫密后的高程點集合Points’={(Px_i,Py_i,Pz_i”)|i=1，2，．．．，k}；

Pz_i″=Pz_i+Pz_i′*scale+linear????（7）

步驟15：根據公式（8）計算高程脫密中誤差RMSE，

RMSE=Σi=0k(Pz′′-Pzi)2/num---(8)]]>

步驟16：保存脫密后的高程數據DH，非線性變換參數a₀-a₅及非線性變換放大或縮小倍數scale、線性變換量linear，并組成密鑰Key，使用DES對稱加密算法對密鑰Key進行加密并存入密鑰文件Key.txt；

（二）脫密后高程數據的恢復過程

步驟21：讀取密鑰文件Key.txt，使用DES算法解密后提取密鑰Key；

步驟22：打開脫密后的高程數據DH，獲取脫密后的高程點集合Points’={(Px_i,Py_i,Pz_i”)|i=1，2，．．．，k}，根據密鑰中非線性變換參數a₀-a₅和公式（6）計算利用高程點擬合的高程值Pz_i’；

步驟23：根據公式（9）及密鑰和生成的高程值Pz_i’計算每個高程點恢復后的高程值Pz_i，生成恢復后的高程點集合Points={(Px_i,Py_i,Pz_i”)|i=1，2，．．．，k}，

Pz_i=Pz_i″-Pz_i′*scale-linear????（9）

步驟24：保存恢復后的高程數據RH。