摘 要：基础地理信息数据的重要性毋庸置疑，随着互联网、信息化、大数据等技术的应用，基础地理信息的收集变得更为方便快捷，地理信息的交流共享程度日益提升，地理信息数据的使用范围也愈发广泛，但是如何保证地理信息数据的安全性成为重中之重。信息化程度越高，地理信息的获取、存储、使用、访问、传播越方便，网络环境的开放性也将导致地理信息被窃取、泄密、篡改、伪造等行为成为常态化，对地理信息数据安全产生强烈的影响。因此，本文对基础地理信息的隐患进行了分析，并对基础地理信息数据安全的重要性与加密方法进行了探讨。

关键词：基础地理信息；数据安全；重要性；加密方法

基础地理信息是国家最为重要的基础性、战略性资源，不但对经济与社会的发展有着积极的作用，对国家的国防建设也是意义非凡。可以说，基础地理信息数据是社会安定团结、国家繁荣发展的重要基础与支撑。因此，在信息化愈发深入的今天，如何加强已有基础地理信息数据的安全性是国家发展的重要内容。现阶段来说，已有基础地理信息数据安全性最主要的问题便是如何平衡应用与保密之间的关系。因此，构建符合国家需求的保密措施，对加密方法创新优化，是解决已有基础地理信息数据安全性的重要趋势。

一、地理信息数据特征

所谓的地理信息，就是将地球中某个地点的数据通过直接或间接的形式进行联系，这些数据中包含着该地点的地理位置、自然与社会现象等要素信息，其基本特征包括该地理位置的空间关系、属性、大量的数据信息及数据结构等。加密方法主要是通过算法对其数据结构进行保护，从而更好的抵抗外部攻击。数据结构主要由矢量与栅格数据构成，矢量数据主要是利用点、线、面的方式来表现空间几何对象，而栅格数据空间几何对象主要利用像素呈现，两者之间各有优劣。矢量数据能够充分的利用拓扑生成空间关系，而栅格数据则无法得到空间关系。这也决定我们在选择加密方法时需要根据数据的类型进行选择［1］。

二、已有基础地理信息数据加密方法的重要性

地理信息数据作为国家重要的战略资源，是国家地理信息的主要载体，对社会经济的发展、国防建设、资源开发、应对自然灾害、开展基础公共工程等方面有着极其重要的作用。随着互联网、大数据等技术的应用，基础地理信息数据在国家的现代化发展中应用愈发广泛，其安全性越来越被国家所重视。作为战略安全的重要内容，已有地理基础信息数据关系到国家与社会的安定团结，是保持社会稳定持续发展的重要内容。随着国际发展形势的风云变化，我国经济与实力的提升，导致西方某些国家一直将我国视为威胁，通过各种方式窃取我国的地理信息数据，对我国的地理信息数据安全产生强烈的威胁。已有基础地理信息数据的应用共享程度越高，对于地理信息数据加密方法的需求就越多，为了有效的抵御外部因素的影响，保证我国基础地理信息数据的安全，就必须建立完善的地理信息数据保密系统，提升数据的使用、共享的安全性［2］。

三、已有基础地理信息数据安全风险隐患

目前来说，已有基础地理信息数据存在的安全风险隐患主要有以下几个方面：

第一，地理信息数据的更新速度过快，导致保密工作难以跟上发展需要。现阶段来说各种现代化技术的应用，有效的提升了计算机数据处理效率，获取地理信息数据的速度大幅提升，已有的地理信息数据更新迭代速度较快，但是实际的地理信息数据加密方法的发展速度相对缓慢，无法在信息化的今天为地理信息数据安全的提供有力的保障，因此，基础地理信息数据加密方法优化创新势在必行［3］。

第二，地理信息数据的大面积使用也增加了信息数据安全风险。社会与经济的高度发展，互联网、信息化技术以及移动终端的应用，导致社会智能化、现代化发展的程度越来越高，为了满足人们的多元化发展需求，社会各行业对地理信息数据的使用需求不断提高，如地理信息在环境资源开发及保护中的应用、应对突发公共事件与自然灾害等，地理信息数据的分布范围较广，使用领域较多，导致基础地理信息数据在发布、应用、共享以及服务中的风险大大提高。另外，更有不法分子对我国的地理基础信息数据不断的进行攻击与窃取，也在一定程度上增加了地理信息数据的安全风险隐患。

第三，地理信息数据的发布与应用对于服务器有着较高的要求，所需的物理设备与架构相对复杂。在一个成熟的地理信息公共服务平台中，既要有专门的信息数据存储区域如主节点与分界点，实现对海量地理信息数据的存储与备份。也有着光纤交换机、管理服务器、磁盘阵列柜等设备设施，更有着为了更好的开展平台业务而构建的数据库、中间件以及web服务器等。这些复杂的物理设备与设施，既是地理信息数据发挥作用的前提，但是也是导致数据安全问题的重要因素，非常容易受到自然灾害，如地震、大水等影响，也易受到像非法攻击与访问等问题的影响，无论那种情况都有可能导致设备无法正常的运行甚至损毁，从而导致地理信息数据的丢失、泄漏、窃取等后果，对我国的地理信息数据安全造成隐患［4］。

四、已有基础地理信息数据加密方法

（一）加密技术

加密技术是在地理信息数据传输与存储的过程中，采用一定的数学或物理方式进行保护，从而有效杜绝数据泄露可能性的技术。一般来说，加密技术的方法主要有对称与非对称两种形式。以DES与AES为主算法的对称加密技术和以RSA算法为主的非对称加密技术。如果在进行更为细致的划分，对称加密技术还能够在处理密码明文的方式上衍生出分组与序列两种密码算法。分组密码算法主要是将需要加密的密文进行等组划分，并分别进行加密；序列密码算法则是将明文序列与密匙流序列逐位转化成密文。两种密码算法又有优劣，因为序列算法的速度快、安全性好，目前主要应用在数据量大、实时安全性需要较高的领域。序列密码的应用相对较为宽泛，移位器存起作为序列密码中的重要分支，研究领域逐渐向着非线性转移，并在此基础上诞生了如非线性序列、存储变换以及混沌等序列密码。随着混沌理论的大放异彩，混沌序列密码成为现阶段的主要研究方向，其利用混沌系统能够为明文覆盖一层伪随机密匙流，大大提高了地理信息数据传递与存储的安全性［5］。

作为基础地理信息数据中的重要构成，栅格数据的加密处理与图像加密类同。现阶段主要利用数字水印、信息隐藏与图像加密技术有效处理数据中含有地理位置、传感器参数等信息的遥感影像安全问题。以混沌加密技术为主的传统图像加密技术，因为其传输与存储过程中蕴含的数据量极大，很有可能对网络产生极大地压力，且解密速度相对较低，而逐渐被选择性多机密区域多密级的遥感影像加密算法所取代。该加密算法通过对遥感影像的多级安全授权，保证了遥感数据传输与存储的安全性，解密速度也提升的较为明显。目前来说，关于DEM数据加密算法的研究不多，最为主要的就是单幅遥感影像三维重建的DEM数据加密方法。矢量数据作为地理信息数据的另一种主要构成方式，现阶段的加密方法主要是混沌密码技术，混沌序列与混合加密。混合加密方法结合了对称密码与非对称密码算法的优点，最大程度上克服了二者的缺点，极大地提高了地理信息数据传输的安全性。此外，还有一种对数据先压缩在加密的方式，也在地理信息数据加密的实际应用中被广泛应用，也能够起到很好地作用，不但能降低加密的运算量，还能够增强抗攻击能力［6］。

（二）数字水印

作为现阶段最为先进的信息安全加密方法，数字水印是水印信息与载体数据相结合的一种技术，通过将水印信息隐藏到数据中，从而在确保版权信息的同时，对侵权行为进行追踪，在保证信息内容真实性的基础上，提供更多的附加信息。现阶段来说，数字水印加密技术在栅格信息数据中的应用主要是利用栅格地图特有的亮度特性的特点，将格栅数字地图进行小波变换或离散整数小波变化，之后将水引进行嵌入，在嵌入时，如果是低频分量则需要选择周期性扩展水印，从而更好的适应其亮度变化。而对于细节分量的部分，则需要结合人体视觉系统对重要系数感知的变化规律而选择合适的水印信息嵌入其中。另外，在选择嵌入位置时的水印算法，需要利用傅立叶变化与频谱分析，与人类的视觉系统相结合，从而选择合适的位置。另外，还有一种复合式的栅格数据水印加密方法，这是在小波变换的基础上，将抗差性与脆弱性数字水印技术进行结合而诞生的，对各种较为常见的攻击方式有着非常良好的抗差性，同时还能够有效的对地图内容的完整性进行认证。而遥感影像水印技术对数据的可用性要求极高，水印要具备不可见性，又要不影响后期的数据使用效果。目前的遥感水印技术主要以近无损数字水印为主，该方法在充分的满足遥感水印的特点与要求的同时，通过近无损数字水印技术进行水印信息的嵌入，最大限度的控制了数据误差。以上所述的遥感影像加密方法，能够有效的提高数据对裁剪、旋转等形式的攻击，保证数据的安全性。另外，还有一种是基于映射机制的水印加密方法，通过映射机制建立影像数据与数字水印之间技术的映射关系，从而提高数据对外部攻击抵抗的能力。数字水印技术可以有效地为基于DEM的加密算法提高更好的安全性与可行性的解决方案。主要加密方法有小波水印算法、DEM近无损自适应数字水印算法、DEM数据版权保护与数据伪装算法以及嵌入位置自适应数字水印算法等。目前来说，针对矢量数据的加密方法，已成为基础地理信息数据安全保护领域的重要方向，水印技术得到了快速的发展，基础地理信息数据在发布、传输、存储以及使用等过程中的数据安全性大大增强。

总结：

综合来说，我国当前基础地理信息数据安全形势较为严峻，面临的攻击与隐患较大，一是地理信息数据更新过快，二是地理基础信息数据的大范围应用，三是物理设备与设施的更新保护不足，这些都对地理信息数据安全有着较大的影响。而加密方法是解决安全隐患的重要途径，我们要保证国家安全与利益，加大对现有的基础地理信息数据加密方法的创新优化力度，制定符合国家与社会发展需求的保密政策，在不影响国家安全与稳定的前提下，逐步的开发已有基础地理信息数据的使用程度，从而在保证国家与社会稳定发展的同时，为我国的社会及经济发展提供帮助。现阶段已有的基础地理信息数据加密方法主要以加密技术与数字水印技术为主，无论是加密技术的混沌密码技术，还是基于水印技术的近无损自适应水印算法，都能够很好地起到保护数据的效果，我们要基于实际需求的基础上，选择合适的加密方法，并加大加密方法的创新优化力度，独立、自主的完成基础地理信息数据加密方法，提高我国基础地理信息数据的安全水平。

参考文献

[1]厉香蕴，陈春晖.基础地理信息数据安全交换关键技术及应用[J].测绘与空间地理信息，2022，45（12）：88-90+94.

[2]刘津，邢绪超，刘磊等.测绘地理信息网络安全及其防护[J].地理信息世界，2021，28（05）：91-94.

[3]范巍，黄蕾，赵晶.基于区块链的实景三维地理信息数据加密控制系统设计[J/OL].计算机测量与控制：1-9[2023-11-17].

[4]耿晴，孙续锦，陈涛.地理信息数据加密控制版权保护系统设计[J].地理空间信息，2020，18（03）：5-8+141.

[5]朱长青，任娜，徐鼎捷.地理信息安全技术研究进展与展望[J].测绘学报，2022，51（06）：1017-1028.

[6]李虎，朱恒华，花卫华等.矢量地理数据安全保护关键技术和方法[J].地球科学，2020，45（12）：4574-4588.