地理信息系统的安全管理之浅析

摘 要：随着城市现代化，计算机技术的迅速发展，将地理信息系统(GIS)用于城市规划、勘察测绘、管理决策等方面，已成为大家十分关心的问题。地理信息系统，它能把各种信息用地理和相关的视图结合起来，利用计算机图形与数据库技术来采集，分析数据，从而为土地利用，城市规划以及政府部门管理提供新知识为工程设计和规划，管理决策服务。作为基础测绘测量，需要不断地学习，不断地更新技术，学好用好地理信息系统，为社会提供更好的数字产品。

关键词：地理信息系统;特点;安全机制

Abstract: Geographic information systems, it can combine all kinds of information with a view of geography and related to the use of computer graphics and database technology to collect, analyze data, so as to land use, urban planning and management of government departments to provide new knowledge for the engineering design and planning, management decision-making services. Measurement as the basic surveying and mapping, need to keep learning and constantly updated technology, learn to make good use of geographic information systems, provide the community with better digital products.

Keywords: geographic information systems; characteristics; security mechanism

中图分类号：F512.99 文献标识码：A

1、地理信息系统的内容概述

1 .1 地理信息系统定义： 地理信息系统是近十几年来发展起来的一门综合应用系统，它能把各种信息同地理位置和有关的视图结合起来，并把地理学、几何学、计算机科学及各种应用对象、CAD技术、遥感、GPS技术、多媒体技术及虚拟现实技术等融为一体，利用计算机图形与数据库技术来采集、存储、管理、处理、检索、分析和输出地理图形及其属性数据，从而为土地利用、资源评价与管理、环境监测、交通运输、经济建设、城市规划以及政府部门行政管理提供新的知识，为工程设计和规划、管理决策服务。此多种应用系统应用到地质测绘业，就可以产生事半功倍的效果，能大大提高工作效率和质量管理水平，同时也是地质测绘服务业的重大创新和革命。

1.2 空间数据的描述方式和特征：测量工作的主要成果是与地理位置相关的信息，这种信息称为空间信息或空间信息的描述信息。如果这些空间信息是以一系列X.、Y.、Z点串表现的点、线或多边形，这种形式为矢量形式;还有一种以像素阵列方式表现的点、线或多边形，如图片、图像等，这种方式称为栅格形式。现在测量的成果多为矢量形式，矢量形式是空间数据的主要表达方式之一，矢量数据库的管理方法与空间数据的特征密切相关。空间数据主要具有以下几个基本特征：

①每个空间对象都具有空间坐标，即空间对象隐含了空间分布特征;

②非结构化特征使它不满足关系数据模型的范式要求，因而空间图形数据难以直接采用关系数据库管理系统;

③空间关系特征要求记录拓扑信息以表达多种空间关系，因而增加了问题的复杂性;

④分类编码特征，明确每一个、每组空间对象;

⑤海量数据特征等都对矢量数据的管理方法大大增加了难度。

2、地理信息系统的特点

与独立主机结构的GIS相比，地理信息系统的出现使GIS大众化及空间数据的共享成为可能，这主要是因为地理信息系统具有传统GIS无法比拟的优点。具体表现在：

2.1 大规模降低成本，全面取代GIS桌面系统。无论是以何种机构来组织开发的地理信息系统，它都是一个多用户的空间信息系统。用户无需拥有自主版权的GIS软件系统就可以通过网络使用GIS功能。

2.2 使企业的事务与GIS专业有机结合。地理信息系统的出现可以使企业成员的交流合作与GIS专业操作有机结合，构成企业群体生产力。

2.3 地理信息系统中的WebGIS采用网页操作取代传统GIS的窗口操作，简单易用，降低了操作难度。

2.4 GIS处理能力大为提高。由于地理信息系统是一个任务分布处理系统，可以充分利用网络资源，采用分布式协同计算来完成复杂、计算量大的地理空间计算任务。这是一种比较理想的全局优化模式。

2.5 地理信息系统是一个动态系统，可以根据用户的请求随时向用户动态提供其所需的空间信息服务，为用户提供个性化空间信息服务。

2.6 跨平台性好。地理信息系统的分布性、多用户特点决定了地理信息系统必须具有较强的跨平台性能，即能够适用于异构系统。

2.7 互操作能力强。

2.8 利用地理信息系统容易实现大范围的数据分发。

总之，与传统GIS相比，地理信息系统具有明显的优势，这也使得地理信息系统能够得到广泛应用和迅速发展。

3、地理信息系统的安全机制分析

共享数据不等于无限制地随意使用数据，恶意的个人或团体有可能在没有得到授权的情况下非法复制、传播版权保护的内容。因此，需要对具有版权的数据实施有效保护，否则将会挫伤数据生产者的积极性，导致所能获得的共享数据越来越少。有效的版权保护是空间信息共享中需要考虑的一个重要问题。一般认为，空间信息的安全主要包括空间信息的访问安全、空间信息的传输安全和机密空间信息的隐藏等几个方面。

3.1 空间信息的访问安全

对于版权保护的地理空间数据，安全保护的一般方法是在服务器端控制不同用户对地理空间信息源的访问，对版权保护的地理空间数据，只提供给授权用户访问以防止非法信息的获取。权限的控制可以在操作系统级，也可以在网络防火墙或数据库层次进行授权。总之，版权保护就是在服务器端通过某种措施，控制不同用户对数据的访问权限。

3.2 空间信息的传输安全

地理空间信息的传输安全措施主要是防止空间信息在网络中传输被非法截获、复制和修改，保证地理空间数据网上传输的安全性与保密性。由于密码技术是保护信息安全的主要手段之一，因此使用密码技术不仅可以保护空间信息的机密性，而且可以保护信息的完整性和确定性，防止信息被篡改、伪造和假冒。网络加密常用的技术有链路加密、节点加密和端到端加密三种。数据的加密是由各种加密算法具体实现的，这些算法的目的是以尽可能小的代价提供尽可能高的安全保护能力。在多数情况下，数据加密是保证信息传输中机密性的最有效的方法。到目前为止已经公布发表的各种加密算法多达百种。

3.3 机密空间信息的隐藏

信息隐藏是将一个消息隐藏在另一个消息中。有些空间信息，如军事基地，也许只希望部分授权用户可以看到，或者说对普通用户来说需要保密，这时候就要将空间信息中的这些机密信息隐藏起来，并且同时不影响隐藏了机密信息后的空间信息的使用价值，这也是空间信息安全中需要重点解决的问题。

①从隐藏机密信息的伪遥感影像中提取嵌入机密信息的影像块，然后利用JPEG标准量化表对该影像块进行量化，以提取机密信息;

②用相同的密钥生成二值混沌序列对提取的机密信号进行解密;

③进行十进制编码与解压缩，可提取出机密子影像;

④将机密信息子影像与隐藏机密信息的伪遥感影像进行综合，即可恢复遥感影像原貌。

4、结束语

随着全球信息化程度的提高，Internet等信息基础设施将不断地发展和完善。与此同时，市场需求的不断扩大，GIS应用领域的不断扩宽，使得国内外众多GIS企业将产品研发重点转向基于网络的应用与服务上来。这种转变为空间信息科学与技术开辟了新的发展方向和研究领域，使GIS最终走进千家万户并使其成功地融入主流信息技术成为可能。

参考文献：

[1]彭林.第三代移动通讯技术. 北京：电子工业出版社. 2003

[2]吴立新等. 地理信息系统原理与算法. 北京：科学出版社. 2003

[3]逯昭义等. 计算机网络原理 — 计算机网络体系机构. 北京：电子工业出版社. 2000

[4]龚键雅. 地理信息系统基础. 北京：科学出版社. 2001

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