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专利号: 2018105796379
申请人: 南京师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-08-18
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于紧支撑径向基函数的DEM局部脱密与恢复方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤1、对DEM数据进行脱密处理,得到脱密处理后的DEM数据;

所述脱密处理包括脱密控制点选取与脱密变换量设置、建立局部脱密模型并根据该局部脱密模型对DEM数据进行局部脱密处理,得到脱密处理后的DEM数据;

脱密控制点选取与脱密变换量设置、建立局部脱密模型的具体过程如下:(1.1)、脱密控制点选取与脱密变换量设置:选取敏感地形特征点作为脱密控制点,敏感地形特征点包括山谷点和山脊点,并给予脱密变换量Δzi,得到脱密控制点坐标(xi,yi),i=1,2,…,n;其中,xi为第i个脱密控制点的横坐标,yi为第i个脱密控制点的纵坐标,n为脱密控制点个数;

(1.2)、建立基于紧支撑径向基函数的局部脱密模型;

(1.2.1)、选择正定紧支撑径向基函数 作为紧支撑基函数,其公式如式(1)所示:其中,r为紧支撑基函数的参数, r0为紧支撑基函数的紧支撑半径,X为输入高程点,Xi为第i个脱密控制点;(1‑r)+为紧支撑域控制函数,其定义为:(1.2.2)、设定紧支撑半径:紧支撑半径至少大于脱密变换量的100倍;

(1.2.3)、根据步骤(1.2.1)选择的基函数与设定的紧支撑半径建立紧支撑径向基函数插值模型F(X),如式(3)所示:其中, 为紧支撑基函数,‖*‖为欧几里得2范数,wi为第i个线性组合系数;

(1.2.4)、将脱密控制点与脱密变换量代入到公式(3)中,得到插值模型求解方程表达式,如公式(4)所示:

其中,A为高斯矩阵,w为权值矩阵,y为样本输出矩阵;则方程写成向量的形式:A·w=y   (5);

(1.2.5)通过矩阵计算法则,对式(5)进行求解,得到权值矩阵w:‑1

w=A y   (6);

(1.2.6)根据权值矩阵生成局部脱密模型如式(7)所示:其中,tZc为第c个高程点脱密后的高程,sZc为第c个高程点脱密前的高程;

将紧支撑半径r0、权值矩阵w以及脱密控制点组合成密钥key,使用DES算法进行加密并存储;

步骤2、对步骤1脱密处理后的DEM数据进行恢复,恢复包括密钥解密读取、恢复模型建立与局部脱密数据的恢复处理;

步骤2中对脱密处理后的DEM数据进行恢复,具体步骤如下:(2.1)、读取密钥文件,使用DES算法解密并提取参数:紧支撑半径r0、权值矩阵w=[w1 T T

w2…wn]以及脱密控制点P=[X1 X2…Xn],其中,上标T为转置;

(2.2)、根据步骤(2.1)提取的参数,构建局部恢复模型,如式(8)所示:(2.3)、利用公式(8)对脱密处理后的DEM数据进行恢复处理。

2.根据权利要求1所述的一种基于紧支撑径向基函数的DEM局部脱密与恢复方法,其特征在于,对DEM数据进行局部脱密处理的具体步骤如下:(1.3.1)、将DEM数据转换为高程点坐标集合{(xc,yc,sZc)|c=1,2,…,m},其中,xc为第c个高程点的横坐标,yc为第c个高程点的纵坐标,m为高程点的个数;

(1.3.2)、根据公式(7)对高程点坐标集合进行脱密处理,得到脱密后的高程点集{(xc,yc,tZc)|c=1,2,…,m};

(1.3.3)、将脱密后的高程点集按照输入DEM数据的数据结构进行存储并输出。

3.根据权利要求1所述的一种基于紧支撑径向基函数的DEM局部脱密与恢复方法,其特征在于,所述步骤(2.3)其具体步骤如下:(2.3.1)、将脱密处理后的DEM数据转为高程点坐标集合{(xc,yc,tZc)|c=1,2,…,m};

(2.3.2)、根据公式(8)对(2.3.1)中的高程点坐标集合进行恢复处理,得到恢复后的高程点集{(xc,yc,sZc)|c=1,2,…,m};

(2.3.3)、将恢复后的高程点集按照输入脱密DEM数据的数据结构进行存储并输出。

4.根据权利要求1所述的一种基于紧支撑径向基函数的DEM局部脱密与恢复方法,其特征在于,r0为1%。