[發(fā)明專利]一種高程數(shù)據(jù)脫密與恢復(fù)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310526900.5
• 申請(qǐng)日: 2013-10-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103559452A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周衛(wèi);王芙蓉;高隆杰;高奮生;王海榮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京師范大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F21/60
• 分類號(hào): G06F21/60
• 代理公司: 南京知識(shí)律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 李媛媛

1.一種高程數(shù)據(jù)脫密與恢復(fù)方法，其特征在于，包括如下過(guò)程：

（一）高程數(shù)據(jù)的脫密過(guò)程

步驟11：確定脫密變換量

輸入高程數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)范圍

打開(kāi)原始高程數(shù)據(jù)H，獲取其最小外接矩形R，其中，R左下角坐標(biāo)為（x_min，y_min），右上角坐標(biāo)為（x_max，y_max）；

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

a）獲取高程點(diǎn)數(shù)據(jù)，設(shè)高程點(diǎn)集合為Points={(Px_i,Py_i,Pz_i)|i=1，2，．．．，k}，其中k為高程點(diǎn)個(gè)數(shù)；

b）判斷高程點(diǎn)數(shù)量，如果k<6，則返回錯(cuò)誤，否則根據(jù)公式（1）對(duì)高程點(diǎn)集合Points進(jìn)行最小二乘解算，得到非線性變換參數(shù)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(nèi)生成m*n個(gè)均勻樣本點(diǎn)組成樣本點(diǎn)集合SamplePoints={(Sx_j,Sy_j)|j=1，2，．．．，num}，其中m是X方向樣本點(diǎn)數(shù)量，n是Y方向樣本點(diǎn)數(shù)量，m>=3，n>=3，num=m*n，根據(jù)公式（2）和非線性變換參數(shù)a₀、a₁、a₂、a₃、a₄、a₅計(jì)算樣本點(diǎn)高程值，得到三維樣本點(diǎn)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(diǎn)集合SamplePoints，獲取其高程值中的最大值hMax和最小值hMin，根據(jù)公式（3）計(jì)算高程非線性變換放大或縮小倍數(shù)scale，

scale=nonlinear/（hMax-hMin）????（3）

e）遍歷三維樣本點(diǎn)集合SamplePoints，根據(jù)公式（4）計(jì)算每個(gè)樣本點(diǎn)新的高程值，生成新的三維樣本點(diǎn)集合SamplePoints’={(Sx_j,Sy_j,Sz_j’)|j=1，2，．．．，num}，

Sz_j’=Sz_j*scale????（4）

f）根據(jù)公式（5）計(jì)算高程線性變換量linear，

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

步驟14：修改原始數(shù)據(jù)高程值，具體步驟如下：

a）根據(jù)公式（6）和非線性變換參數(shù)a₀、a₁、a₂、a_3、a₄、a₅計(jì)算利用原始高程點(diǎn)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(jù)公式（7）計(jì)算脫密后高程點(diǎn)集合Points中高程值Pz_i”，生成脫密后的高程點(diǎn)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(jù)公式（8）計(jì)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(shù)據(jù)DH，非線性變換參數(shù)a₀-a₅及非線性變換放大或縮小倍數(shù)scale、線性變換量linear，并組成密鑰Key，使用DES對(duì)稱加密算法對(duì)密鑰Key進(jìn)行加密并存入密鑰文件Key.txt；

（二）脫密后高程數(shù)據(jù)的恢復(fù)過(guò)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(kāi)脫密后的高程數(shù)據(jù)DH，獲取脫密后的高程點(diǎn)集合Points’={(Px_i,Py_i,Pz_i”)|i=1，2，．．．，k}，根據(jù)密鑰中非線性變換參數(shù)a₀-a₅和公式（6）計(jì)算利用高程點(diǎn)擬合的高程值Pz_i’；

步驟23：根據(jù)公式（9）及密鑰和生成的高程值Pz_i’計(jì)算每個(gè)高程點(diǎn)恢復(fù)后的高程值Pz_i，生成恢復(fù)后的高程點(diǎn)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(fù)后的高程數(shù)據(jù)RH。