ArcGIS的数据脱密处理关键技术.doc

ArcGIS数据脱密解决技术
本帖最后由 lily0_0 于 -8-5 11:01 编辑

近论坛上有人问数据脱密问题，我在这里总结下ArcGIS数据脱密解决技术。
一方面说下脱密原则（可参照《公开地图内容表达若干规定》和《公开地图内容表达补充规定（试行）》）：
1.脱密原则
1.1. 地理数据内容解决原则
完全删除地理数据中具有涉密地理要素或象素及其她属性信息。
（1） 水系天然水体和人工附属构造都是涉密重要信息，因而应删除水库库容和大坝高度、河宽、水深、流速、底质和岸质属性等。
（2） 居民地是重要地物要素，从涉密角度看，保密单位地理位置、分布特性、编制及布置均应进行保密解决，按不依比例尺居民地符号式样表达或不表达。
（3） 交通运送条件是涉密重要构成某些。陆地交通、水上交通、航空运送详细信息对其影响非常重要，应删除交通枢纽地理位置、分布和特性，桥梁、隧道位置、长度、宽度、高度、性质、载重量、运送能力、周边地形状况等不易表达信息。
（4） 在任何形态地形中，起着基本和主导作用地形要素是地貌。地形景观与特性、图幅最高点、重要山峰等制高点地理位置及高程、冲沟比高、陡崖比高等影响较大地貌信息应删除。
（5） 对潜力目的进行定位和破坏，已成为当代战争一种重要特点。总体而言，国防工程中地理位置、分布特性等属性，均不得在公开地图产品上表达。如三角点、独立天文点不表达，发电厂按不依比例尺居民地符号表达，油、气井、变电所、油库、煤气库、涉及国防工程和军事设施山洞不表达高压输电线、油气管道不表达等。
1.2. 地理数据空间精度解决原则
进行空间位置解决，以达到国家规定可公开空间位置精度。
（1） 将空间位置精度降至国家安全规定范畴以外，保证公开地图位置精度不得高于50米，等高距不得不大于50米，数字高程模型格网不得不大于100米。
（2） 对特性点进行解决，通过技术手段将特性点几何精度弱化、图形特性钝化（折线曲化），从而减少特性点在数据几何精纠正过程中精准作用。
2.ArcGIS脱密解决技术
地理数据脱密解决从内容和空间精度两方面着手。重要对涉密空间地物数据和属性数据直接删除，并对数据空间位置使用专业脱密技术进行位移和精度干扰，使得脱密后数据不易用一定纠正办法恢复，避免数据泄密。详细办法如下：
2.1.地理要素及属性删除
使用ArcGIS提供编辑工具，删除涉密地理要素及其她属性。

下载 (266.63 KB)
-8-5 10:26

2.2.数学变换干扰法
数学变换过程应满足拓扑关系不变、地物间距离变化及变换过程不可逆。减少地理数据位置精度同步，满足一定应用。ArcGIS提供了投影转换和空间变换工具可实现数学变换干扰。
2.2.1.投影转换法
投影转换是变化地理数据投影方式和坐标系统办法，由于其过程是可逆，为避免投影反推，在投影前先定义一种投影坐标系用于输出，参数设立任意设定。详细过程如下：
1.打开新建投影坐标系窗口；
2.输入投影坐标系名称及各项参数，完毕投影坐标系定义。

下载 (209.84 KB)
-8-5 10:28

投影坐标系定义完毕后，接下来进行投影转换。ArcGIS提供了两个不同投影转换工具，分别针对矢量和栅格数据进行转换，下文分别简介。
2.2.1.1.矢量数据投影转换
在ArcToolbox中，选取要素“投影”工具，输入参数，输出坐标系选取自定义坐标系，完毕数据投影转换。

下载 (85.98 KB)
-8-5 10:30

2.2.1.2.栅格数据投影转换
在ArcToolbox中，选取栅格“投影”工具，输入参数，输出坐标系选取自定义坐标系，完毕数据投影转换。

下载 (488.57 KB)
-8-5 10:31

2.2.2.空间变换法
空间变换经惯用于将数据从未知数字化仪或扫描仪单位转换为实际坐标，是通过数学关系式描述变换前图形坐标(x,y)与变换后图形坐标(x’,y’)之间换算。数据脱密解决过程中，可以给变换前坐标x、y值加上一种适当变量，该变量随机产生，从而得到变化后坐标x’、y’。通过这样变化过程，变化数据位置精度。

下载 (5.15 KB)
-8-5 10:32

ArcGIS提供了两个不同空间变化工具，分别针对矢量和栅格数据进行变换，下文分别简介。
2.2.2.1.矢量数据空间变换
矢量数据空间变换，可使用“空间矫正”工具完毕。默认状况下，ArcMap支持三种类型变换：仿射变换、相似变换和射影变换。其中，仿射变换可对图层坐标进行缩放、倾斜、旋转和平移；相似变换可以缩放、旋转和平移数据，但不会单独对轴进行缩放，也不会产生任何倾斜，可使变换后要素保持原有横纵比，保持要素相对形状；射影变换基于更加复杂公式，对图层坐标变换形式更全面。三种变换里，射影变换脱密限度最高，仿射变换和相似变换由于变化形式简朴，脱密限度不高。
详细操作过程如下：
1.在ArcMap中，加载待变换矢量数据；
2.在编辑状态下，打开空间校正工具条；

下载 (27.82 KB)
-8-5 10:33

3.选取要用于校正输入数据；

下载 (23.91 KB)
-8-5 10:33

4.选取空间校正办法；

下载 (2.35 KB)
-8-5 10:34

5.点击
下载 (274 Bytes)
-8-5 10:36
，创立位移连接，连接线端点值（(x,y)和(x’,y’)）可通过连接表进行修改；

下载 (41.44 KB)
-8-5 10:36

6.执行校正；

下载 (235.99 KB)
-8-5 10:37

7.停止编辑会话并保存编辑内容，完毕数据变化。
2.2.2.2.栅格数据空间变换
栅格数据空间变换，使用“地理配准”工具。ArcMap支持多项式变换、样条函数变换或校正变换来为栅格中每个单元拟定对的地图坐标位置。普通，函数越复杂，脱密限度也就越高。
栅格数据空间变换详细操作过程：
1.在ArcMap中，加载待变换栅格数据；
2.在编辑状态下，打开地理配准工具条；

下载 (12.69 KB)
-8-5 10:38

3.点击 ，添加控制点，连接线端点值（(x,y)和(x’,y’)）可通过连接表进行修改；

下载 (472.73 KB)
-8-5 10:40

4.选取空间校正办法；

下载 (4.22 KB)
-8-5 10:45

5.预览校正成果，执行校正并保存数据。

下载 (596.68 KB)
-8-5 10:46

2.3.要素综合移位法
虽然运用数学办法进行了脱密解决，但为了避免核心要素泄密，咱们对空间数据有选取地使用，对于不能直接表达要素，需要进行综合、移位解决。相对于数学变化干扰法，要素综合移位法是对局部要素脱密解决。
2.3.1.要素综合法
ArcGIS提供了一系列制图综合工具，可对地理数据进行抽稀、简化、平滑等解决，对图形特性进行钝化，以减少地理数据几何精度。

下载 (7.64 KB)
-8-5 10:49

平滑线/面：对线/面中尖角进行平滑解决。

下载 (161.19 KB)
-8-5 10:49

简化建筑物：在保持建筑物基本形状和大小不变前提下简化建筑物面边界或轮廓。

下载 (10.01 KB)
-8-5 10:49

简化线/面：通过去除多余弯曲线，同步保存必要简化形状。

下载 (146.22 KB)
-8-5 10:49

聚合面:基于指定距离将分散多边形聚合成一种新多边形。

下载 (24.96 KB)
-8-5 10:49

2.3.2.要素移位法
在编辑状态下，运用ArcMap提供编辑工具，可对地理要素特性点进行移位，以减少地理数据几何精度。

下载 (274.11 KB)
-8-5 10:49

3.3.总结
本文从地理数据内容和地理数据空间精度两个方面，简介了ArcGIS数据脱密技术。从删除涉密地理数据内容，到数学变换干扰，再到要素综合移位，通过这一系列办法简朴应用和组合应用，可达到数据脱密目，满足地理信息公开化应用。