地理空间数据是国家基础信息设施建设的重要组成部分,而其共享共通是支撑国防和经济持续快速发展的必由之路。数字高程模型(DEM)是地理空间数据的主要内容之一,可以用来表示地形起伏和地貌特征,数据的开放共享在现实应用中发挥了重要作用。也正因为其在经济发展、军事应用中的特殊地位,敏感区域的高精度数字高程模型数据一直是重点保护对象。
信息化时代,地理信息与国家安全的关联度越来越高,在维护政治、经济、军事、科技和其他非传统领域国家安全中发挥着重要作用。随着卫星定位、遥感技术的快速发展,地理信息安全隐患日益突出,违法案件时有发生,时刻面对各种风险考验和重大挑战。2017年新修订的《中华人民共和国测绘法》,将维护国家地理信息安全作为立法宗旨之一,坚持总体国家安全观,在地理信息安全监管与共享应用等方面实现了重大突破和持续强化。2022年,中国地理信息产业协会成立了地理信息安全技术工作委员会,地理信息安全技术发展迎来新的巨大飞跃。在这种背景下,研究包含数字高程模型在内的地理空间数据安全技术,成为地理信息产业发展的重要内容。
实际上,世界上的主要国家和地区都特别重视地理信息安全。美国的地理信息成果生成实行“军民分版”策略,根据不同需要提供不同内容和精度的地理空间数据;欧盟一直比较重视地理信息安全,并采取了一系列共同措施,提出了欧洲空间信息基础框架行动计划,目的是生成一致的、高质量的地理空间信息,以形成、实施、监管和评价欧盟的政策;德国在测绘和地籍管理方面的立法最为完善,形成了规范全面、系统简洁的地理信息安全法律法规体系;日本对地理信息安全实行中央、地方两级管理体制,形成了一系列法规制度,明确指出地理信息不同于其他信息,需要加强安全方面的管理;我国在地图审查、地理信息表示等方面具有严格的规章制度,颁布了一系列法律法规保护国家地理信息安全。
当前,进行地理信息保护的技术主要有信息脱密、信息加密和信息隐藏(包含隐写术和数字水印)三种方法,在不同领域发挥了重要作用。具体到数字高程模型信息保护,信息脱密仅能降低数据精度,不能完全掩饰高程数据的基本特征;信息加密得到的往往是无法识别的数据流,容易引起不法者的注意,受到各种攻击;隐写术的信息保护容量较小,不能满足实际要求;数字水印技术主要用于版权保护,不直接保护高程信息本身的安全。数字高程模型信息伪装是一种主动的信息保护技术,伪装前后数据格式保持不变,都能用于地形仿真和模拟,不仅具有安全性,重要高程信息能够得到保护,还兼有迷惑性,伪装数据能够以假乱真,数据截取者即使通过一定的技术手段发现数据经过了特殊处理,短时间内仍无法进行精确还原。
本书基于作者相关课题研究,结合国家自然科学基金项目研究成果凝结而成。本书系统介绍了数字高程模型信息伪装的基础理论和常用方法,体现了当前信息伪装技术在数字高程模型领域的应用情况,包括数字高程模型信息伪装的基本概念、基础框架、格网和不规则三角网数字高程模型信息伪装的技术方法及算法评价。全书共9章,其中,第1章和第2章部分内容由宋国民撰写,其余部分主要由陈令羽撰写。中国科学院院士高俊教授,战略支援部队信息工程大学游雄教授、闵连权教授等专家在本书成果研究和成稿过程中提供了宝贵意见和指导,电子工业出版社李敏编辑对本书出版提供了支持和帮助,在此一并表示感谢。
作者
2023年8月