我国地图数据网络隐藏分发技术研究现状分析

刘兴科，李 滨

（1.信息工程大学 地理空间信息学院，河南 郑州 450052；2.68029 部队，甘肃 兰州 730000；3.河南工业大学 信息科学与工程学院，河南 郑州 450001）

随着地图数字化技术的不断发展和互联网技术的迅速普及，地图数据的网络传输已经成为主流的地图数据发布与共享方式。但是，由于网络传输环境的开放性及复杂性，地图数据的网络传输过程中地图数据的安全如果得不到保障，不仅会影响到行业秩序，更会危及国家安全。如何在利用高效便捷的互联网传输地图数据的同时确保地图数据安全成为一个不能忽视且亟待解决的问题。信息隐藏技术为该问题提供一个良好的解决途径，通过数据加密隐藏，不仅可以保护地图数据的版权，更可以起到确保地图数据安全传输的作用。本文通过文献计量学的方法对我国地图数据网络传输过程中数据隐藏技术的研究现状进行了分析，并在此基础上对其发展趋势进行了预测。

1 文献数据来源

本文以“信息隐藏”为核心关键词进行文献检索。为了提高查全率，本文从中国知网、维普和万方等3家数据库的期刊、会议以及学位论文库中选择1979～2011年与地图数据网络传输过程中数据隐藏技术研究相关的论文作为统计分析对象。经过分析选择，最终确定符合统计要求的相关学术论文共1 439篇（期刊文章1 001篇、学位论文348篇、会议论文90篇），其中来自中国知网数据库的文献数量为1 075篇，占文献总数的74.7%；来自万方和维普数据库的文献数量分别为329篇和35篇。

2 数据统计分析

文献计量分析法是一种基于数学和统计学的，以科学文献的外部特征为研究对象，以输出量化的统计信息内容为主要特点的文献定量分析方法[1]。本文依据文献计量学的原理，分别从文献的年代分布、核心期刊分布、核心作者、研究关键词以及研究主题等角度对与地图数据网络传输数据隐藏技术相关的1 439篇研究文献进行统计分析。

2.1 年度载文量分析

对某一研究领域相关论文数量的年度载文量进行分析，可以直观地了解该领域的研究水平以及发展状况。表1统计了1989～2011年各年地图数据网络传输数据隐藏技术相关研究论文的发表数量，其中由于2011年的数据不完善，因此仅作参考。

表1 相关文献年代分布统计数据表

从表1可知，地图数据网络传输过程中数据隐藏技术相关的研究起步于1989年，且研究趋势总体上呈递增态势，说明该领域的研究一直备受关注。根据文献的逻辑增长规律，该领域的相关研究文献数量今后仍将保持稳定增长的势头。

2.2 核心期刊分布分析

为了更全面地对地图数据网络传输过程中数据隐藏技术的文献资料进行搜集整理和研究，需要进一步对该领域的论文空间分布特点进行分析，了解研究文献的期刊分布情况，确定其核心期刊群。根据布拉德福的文献分散定律[2]：某领域的多数论文及研究成果集中分布于该学科少数的核心期刊之中，这些处于核心区的期刊是掌握本领域学术前沿问题以及最新研究成果的主要来源。本文所统计的1 001篇期刊文献广泛分布于309种期刊，表2是载文8篇及以上论文的期刊。1989～2011年期间，这25种期刊关于地图数据网络传输过程中数据隐藏技术的载文量合计为518篇，占本次统计期刊文章总数的52%左右，超过了总量的一半，符合布拉德福的分布定律。根据统计结果，可以确定这25种期刊是地图数据网络传输过程中数据隐藏技术领域研究的核心期刊群，是进行后续研究的重要知识获取来源。这25种期刊主要分布在计算机和电子通信2个领域，说明关于地图数据网络传输过程中的数据隐藏技术是一项非常集中的专业研究。

表2 核心期刊统计数据表

2.3 核心作者分析

核心作者一般是指在某专业领域比较活跃、发表相关论文数量较多、比较有影响力的作者。根据普赖斯定律，核心作者群的发文量应为总文献的50%，核心作者群的数量约等于全部作者总数的平方根[2]。其中核心作者的最低发文数N可以通过式（1）进行确定：

式中，M为该领域内发文献最多作者的论文总数。在本文所统计的地图数据网络传输过程中数据隐藏技术研究领域内，发表期刊文章最多是解放军信息工程大学平西建教授，共发相关文献55篇，即M值为55，N取邻近最大整数为8，由此可以确定核心作者发文量应为8篇以上，因此确定出51名该领域的核心作者，其中按发文量排序的前10位如表3所示。

表3 核心作者发文数量统计表

这51名核心作者共发文733篇，占总文献数1 439篇的51%左右，符合普赖斯定律。核心作者数量为51人，全部作者数量为1 821人，核心作者数量约等于全部作者数量的平方根。根据统计可知，该领域的核心作者主要集中于解放军信息工程大学（10人）、中国科学技术大学（5人）和南京理工大学（6人），这也部分印证了地图数据网络传输的军事应用需求。

2.4 关键词分析

由于关键词是对文献主题鲜明直观的表述，所以为了充分了解相关领域内的研究热点与趋势，把握该领域的研究现状，需要对文献关键词进行分析。本文通过对1 439篇相关文献关键词及其相关文献数量进行统计，结果如表4所示。

表4 关键词统计数据表

从表4可以看出，当前关于地图数据网络传输过程中数据隐藏技术的研究主要集中在“信息隐藏”和“隐写分析”2个方面，其中信息隐藏属于信息加密的范畴，而隐写分析是指在已知或未知数据嵌入算法的状况下，直接通过检测判断数据中是否存在隐写数据，分析嵌入数据量的大小和嵌入位置，并最终解译嵌入数据内容[3]，属于信息解密范畴。

2.5 研究主题分析

对相关文献研究主题的统计分析，是预测研究趋势的重要依据。地图数据网络传输过程中数据隐藏技术研究主题包含了信息隐藏、隐写分析、视频隐写、军用信息、隐蔽通信与空间信息加密等6大主题。表5是对确定的与地图数据网络传输数据隐藏技术研究相关的1 439篇文献研究主题的统计分析结果。

表5 研究主题统计数据表

由表5可知，关于地图数据网络传输过程中数据隐藏技术研究主题主要集中在信息隐藏和隐写分析2个方面，而由于政策或者其他环境因素的制约，关于地图数据网络传输的主题研究很少，是一个应用价值很高却亟待深化研究的方向。 另外，与空间信息（地图数据是其一种表现形式）相关的加密技术研究十分有限，有关地图数据隐藏的文论则尚未发表一篇，因此，地图数据隐藏技术是信息隐藏技术一个亟待发展的新研究领域。

3 我国数据隐藏技术的发展趋势

3.1 基于自然语言特征的文本信息隐藏

文本信息隐藏是最常用、最基础的信息隐藏技术，也是地图数据网络传输过程中数据隐藏的基础方法。目前，常用的文本信息隐藏方法包括基于字符亮度[4]、基于不可见字符、基于形近字符和字符特征、基于格式等。这些隐藏方法都是基于文本的表层特征设计和实现的，作为基础的信息隐藏技术容易被发现和破解，而要达到更好的隐藏效果（隐蔽性强、隐藏容量大、鲁棒性好）就必须研究基于文本深层特征的隐藏方法。因此，诸如基于语法、语义、语体风格等自然语言特征的文本信息隐藏成为重要的研究发展方向。隐写技术在地图数据网络传输中的应用虽然起步较晚，但正可以结合地图数据及其传输特点，充分研究基于自然语言特征的文本信息隐藏技术，以提高地图数据网络传输过程中数据隐藏的效果。

3.2 基于网页的综合信息隐藏

互联网成为信息交流和传递的重要平台，网页则是信息交流和传递的基础载体。网页的本质是计算机文件。与文本文件相比，网页可实现文字与数据的链结、文件之间的超级链接等，包含有更多的信息传递元素，因此具有更为丰富的多媒体内容和效果。但是，网页作为一种超文本文件，其数据冗余相对较小，通过网页有效隐藏信息实现起来较为困难。目前，网页信息隐藏的研究多集中在静态网页信息隐藏技术上[5,6]，包括基于不可见字符、基于标记大小变换和基于标记属性[7]等。应该说这些技术无论是在研究深度还是应用广度上都有很大的发展空间。例如，基于多网页的信息隐藏、基于分帧技术的网页信息隐藏都可在提高信息隐藏容量的基础上，进一步提高隐藏可靠性。另外，基于动态网页的信息隐藏的研究还刚刚起步，隐藏模型较少，应用实现更少，因此也有着很大的发展空间。

[1]邱均平, 王曰芬.文献计量内容分析法[M].北京: 国家图书馆出版社, 2008

[2]邱均平.信息计量学[M].武汉: 武汉大学出版社, 2007

[3]刘光杰.信息隐藏安全性及优化嵌入算法研究[D].南京：南京理工大学, 2006

[4]欧浪, 孙星明, 刘玉玲.基于字符亮度的自适应文本信息隐藏算法[J].计算机应用研究, 2007(5):130-132

[5]张晓彦.网页信息隐藏算法研究及应用[D].北京: 北京化工大学, 2010

[6]牛鹏飞.信息隐藏技术在隐秘通信中的应用研究[D].北京：北京化工大学, 2011

[7]李建国, 马小虎, 沈晓峰.一种基于重复标记属性的多网页信息隐藏方法[J].计算机应用与软件, 2009(8):62-63