地理信息矢量数据脱密系统设计研究

袁 媛

（江苏省南京工程高等职业学校 江苏 南京 211100）

0 引言

基于地理信息的广泛应用，矢量数据的脱密工作变得越来越重要。矢量数据脱密系统能够对地理信息进行符号化处理和数据保护，确保数据的安全性和可用性。本研究旨在设计一种高效可靠的地理信息矢量数据脱密系统，为相关领域的科研和生产工作提供支持。

1 矢量数据脱密系统分析

1.1 系统需求分析

地理信息矢量数据脱密系统使用人员主要包括地图编制人员、数据核查人员、系统管理人员［1］。基于此，明确系统需求如下：

（1）使用浏览文件、访问数据库等方式，获取所需的矢量数据，以便进行后续操作和分析。

（2）在进行矢量数据操作时，可以对不同的数据集进行灵活的操作，并且可以任意组合这些数据集，以满足不同需求，更加细致和全面地分析、处理数据。

（3）为满足个性化需求，可以自定义关键点，并根据需要设置偏移区间。同时，通过随机生成关键点的方式，提供更多的灵活性和多样性，以适应不同的分析和研究要求。

（4）在进行数据脱密后，可以从图形和数据两个方面对脱密前后的数据进行对比，以直观地观察数据的变化，并进一步评估脱密效果和数据质量。

1.2 系统业务流程

本文所研究的系统主要业务流程如下：

（1）获取待脱密的矢量数据。在本文研究的系统中，能够获得未脱密的矢量数据，如线性数据集等。同时，系统能够收集到基于不同数据集的复合型数据集，以满足不同需求，以应对各种脱密场景。

（2）关键地物脱密。在进行数据脱密之前，需要对关键地物的坐标进行处理。用户可以手动设置关键点数据集，用于指定关键地物的位置。如果没有特定的关键地物，系统也可以随机生成关键点数据集，并给出相应的坐标，以便用户观察脱密后的效果。

（3）设置坐标偏移区间。为符合相应的安全标准和实际应用需求，需要对坐标进行偏移。通过设置坐标偏移区间，可以确保脱密后的数据在一定范围内保持一定的安全性。

（4）执行数据脱密。在设置好关键点数据集和坐标偏移区间后，系统将执行数据脱密操作。通过对矢量数据进行相应的处理和转换，实现数据的脱密处理。

（5）判断脱密结果并决定下一步操作。在完成数据脱密之后，系统会对脱密结果进行评估和判断。若脱密效果符合预期并满足安全要求，则可以结束脱密工作；若进一步脱密或进行其他操作，则系统会提示用户继续进行相应的数据处理［2］。

系统业务流程具体如图1 所示。

图1 系统业务流程

2 矢量数据脱密系统设计

2.1 设计原则

本文研究的系统设计方面，应满足以下原则：

（1）规范性。为处理大量的矢量数据，矢量数据脱密系统需要应对不同投影坐标和地理信息数据的复杂环境。对此，系统设计了坐标系转换和数据格式转换模块，以方便用户使用。

（2）交互友好。在矢量数据脱密的过程中，需要消耗大量的时间，且这一过程对操作人员的技术能力要求较高。因此，在本研究系统设计过程中，应保证系统的界面具有友好性，以提高操作人员的工作效率及质量。通过优化系统的交互设计和界面布局，可以直接影响到使用人员的心情和工作效率。

（3）模块化。矢量数据脱密系统包含多个功能，为了方便系统的独立使用、升级和扩展，系统将功能划分为多个子模块，并通过Databus 进行通信［3］。通过模块化设计，使系统的功能更加清晰，易于维护和升级，便于对系统功能进行扩展。

（4）可扩展性。在系统的架构设计中，考虑到未来具体实践对系统升级的要求，所以在本系统设计中，应保证本系统具有良好的可扩展性。确保在系统的实际升级中，能够满足系统的升级需求，且不会对系统的性能产生影响。

2.2 系统总体框架

本文设计的矢量数据脱密系统采用了C/S 架构，如图2 所示。该架构既能满足系统日常管理中的业务灵活性和扩展性，又能满足数据脱密处理中的安全性、准确性和实用性要求［4］。

图2 系统总体架构

用户可通过系统进行输入输出操作。用户可以输入请求数据，并通过界面与系统进行交互。用户表现层将用户输入的数据传递给应用逻辑层进行处理，并将处理结果输出给用户。

应用逻辑层是本研究系统中的核心部分。在该层设计过程中，需要保证所编写的代码能够对数据信息进行有效调用和处理。在接收到用户的请求数据后，应用逻辑层根据系统的逻辑规则和算法对数据进行处理，并将处理结果返回给用户表现层。

数据访问层是系统的基础层，为系统程序提供数据支持。该层负责对表、视图和关系进行查询、处理和存储［5］。数据访问层接收到应用逻辑层的请求后，根据请求的数据进行相应的操作，并将结果返回给应用逻辑层。

2.3 系统功能结构

系统功能结构如图3 所示。

图3 系统功能结构

2.4 核心功能模块描述

（1）管理工作空间：打开应用程序并登录账户，导航到工作空间页面，可能位于菜单栏或主屏幕中；找到工作空间进行操作，并定期保存修改。

（2）管理数据源：通过在工作空间管理器的数据源节点处选择不同类型的数据源选项来创建数据源。数据源包括文件型和数据库型。通过打开数据源的方式直接打开外部矢量文件。根据自己的需求，对数据源进行排序，以便更好地组织和管理数据［6］。

（3）管理数据集：在当前打开的工作空间中，找到数据集创建的相应控件，选择需要创建的数据集类型（如点、线、面）［7］；在数据集列表中，选择需要排序的数据集，使用工作空间中提供的排序功能，对选中的数据集进行排序。

（4）管理地图图层：在窗口中打开数据集，以便在当前地图中显示；使用相应的删除功能，将某个地图从工作空间的地图集合中删除；使用排序功能，按照地图的显示名称对地图集合进行排序，以方便浏览和查找地图。

（5）基本操作：选择数据集，添加到当前地图；对图层进行统一管理和控制；对新数据集进行脱密处理。

（6）漫游地图：拖动鼠标时，地图会按照拖动方向进行平移；在整个拖动过程中，地图会实时进行刷新，以确保用户能够看到地图的实时变化。

（7）地图定位：找到定位按钮，通常该按钮会以一个地图图标或者放大镜图标的形式展示；在输入框中输入定位点的坐标值。通常，坐标值可以使用经纬度、UTM 坐标等形式；使用相应的标注功能进行标注，例如在该点上添加一个标记、添加一个文本标注等，以便更好地标记和记录该点的信息。

（8）设置标注色和高亮色：通过选择预设颜色或手动输入颜色代码来设置关键点的显示颜色；选择合适的颜色或手动输入颜色代码来设置关键点在选中时的高亮颜色［8］。

（9）设置关键点：点击地图上的特定位置即可创建一个关键点，并可以为该点添加相关属性和标签；设置生成的关键点数量、范围和其他属性参数；保存设置后，系统将生成的关键点数据集保存起来。

（10）设置偏移区间：在选择足够的关键点之后，找到设置功能，通常该功能会以一个齿轮或设置图标的形式展示；偏移区间可以定义关键点在原始位置上的最大和最小偏移量；确认设置后，系统会根据您的设定在关键点的位置上进行相应的偏移；关键点的位置将在偏移区间内随机变化，以增加数据的安全性和隐私性。

（11）执行脱密：当“脱密”按钮变亮时，表明已经成功设置了关键点的偏移区间，并且可以执行脱密操作［8］；在脱密操作中，系统会根据设置的偏移区间，对关键点进行相应的位置调整，以保护数据的隐私性；脱密操作完成，获得脱密后数据，并进行下一步的操作或者导出数据。

（12）偏移计算：点击结果查看或相关分析工具，以查看关键点的实际偏移距离；在结果查看界面中，找到关键点的X残差和Y残差。X残差代表关键点在水平方向上的实际偏移距离，Y残差代表关键点在垂直方向上的实际偏移距离；总体偏移距离是关键点从原始位置到脱密后位置的直线距离，综合了X残差和Y残差的影响。

2.5 数据库设计

本系统应用的数据处理方式为图幅，矢量数据库设计如下：

第一，图幅编号，字段名称DLG＿ID，字段类型为VARCHAR2（20）；

第二，数据类型，字段名称DLG＿TYPE，字段类型为VARCHAR2（10）；

第三，图幅名称，字段名称DLG＿NAME，字段类型为VARCHAR2（254）；

第四，存储DLG 文件的内容，字段名称DLG ＿CONTENT，字段类型为BLOB；

第五，数据状态标志，字段名称DATA＿STATUS，字段类型为VARCHAR（20）。

3 矢量数据脱密系统开发环境

3.1 开发环境

本系统的开发环境如表1 所示。

表1 系统开发环境

3.2 SuperMap iObjects 组件

SuperMap iObjects 是一款跨平台的GIS 组件，完美兼容Windows 和Linux 两大平台［9］。作为一个组件，其能够兼容各种SDK 产品，为地理信息学科的科研和生产工作提供了极大的帮助。

SuperMap iObjects 组件具备以下多种功能：

第一，符号化地图的全部要素。将点、线、面三方面的要素及拓扑结构存储在同一个数据集中，以实现对地图要素的统一符号化处理。

第二，图层操作和管理功能。提供对图层的操作和管理功能，包括导入不同类型的数据图层、删除图层以及调整图层的组成关系等。

第三，多种图形操作功能。支持多种图形操作，可以进行绘制、编辑、变换等操作，方便地对地图进行修改和调整。

第四，多种查询功能。支持多种查询操作，可以进行属性查询、空间查询等，快速获取地图数据的相关信息。

4 结语

本研究通过对地理信息矢量数据脱密系统的设计进行分析和研究，提出了系统的需求分析、业务流程、总体框架、功能结构、核心功能模块描述和数据库设计。同时，介绍了系统的开发环境和使用的iObjects 组件。本研究成果为地理信息矢量数据脱密系统的实际应用提供了理论基础和技术支持。