I. Tổng Quan Hệ Thống Thông Tin Địa Lý GIS Hiện Nay
Hệ thống thông tin địa lý (GIS) bắt đầu xuất hiện vào những năm 1960 và phát triển mạnh mẽ trong hơn 10 năm trở lại đây. GIS, với cách thức quản lý tích hợp dữ liệu không gian (bản đồ) và phi không gian (thuộc tính), cùng với những công cụ tìm kiếm, phân tích kết hợp, chồng xếp dữ liệu giúp phân tích, đánh giá hiện trạng, dự báo tương lai, đề ra các định hướng phát triển bảo đảm sự hài hòa, thống nhất giữa sự phát triển kinh tế - xã hội, quốc phòng và bảo vệ môi trường. Sản phẩm đầu ra của GIS là bản đồ, đồ thị và bảng dữ liệu một cách trực quan. Giống như mọi dữ liệu đa phương tiện khác trên Internet, các bản đồ của GIS cũng dễ dàng bị sao chép, sửa chữa, thay đổi, tấn công bởi nhiều đối tượng và bằng nhiều phương thức khác nhau. Thực tế cho thấy, việc tạo ra các bản đồ vector số có độ chính xác cao đòi hỏi rất nhiều thời gian và chi phí lớn trong đo đạc, trắc địa và tổng hợp. Vì thế các bản đồ này không thể được phân phối và sử dụng miễn phí. Ngoài ra còn có các ứng dụng đòi hỏi tính toàn vẹn cao, chống xuyên tạc, giả mạo như các bản đồ dùng trong quân sự. Do vậy bảo vệ bản quyền, chống xuyên tạc giả mạo các bản đồ đang là một hướng nghiên cứu có tính hữu dụng cao, góp phần cho các sản phẩm đầu ra của hệ thống GIS giữ vững giá trị, tính pháp lý trên môi trường mạng.
1.1. Khái Niệm Cơ Bản Về Hệ Thống GIS Hiện Đại
Hệ thống thông tin địa lý (GIS) là một nhánh của công nghệ thông tin, được sử dụng nhằm xử lý đồng bộ các lớp thông tin không gian (bản đồ) gắn với các thông tin thuộc tính, phục vụ nghiên cứu, quy hoạch và quản lý các hoạt động theo lãnh thổ. Theo một quan điểm chung khá thống nhất, GIS là một hệ thống kết hợp giữa con người và hệ thống máy tính cùng các thiết bị ngoại vi để lưu trữ, xử lý, phân tích, hiển thị các thông tin địa lý để phục vụ một mục đích nghiên cứu, quản lý nhất định. Xét dưới góc độ là công cụ, GIS dùng để thu thập, lưu trữ, biến đổi, hiển thị các thông tin không gian nhằm thực hiện các mục đích cụ thể; Xét dưới góc độ hệ thống, GIS là hệ thống gồm các hợp phần: phần cứng, phần mềm, cơ sở dữ liệu và cơ sở tri thức chuyên gia.
1.2. Cấu Trúc Dữ Liệu Địa Lý Trong GIS Raster và Vector
Dữ liệu địa lý nhằm phản ánh thế giới thực, cần trả lời được các câu hỏi: Cái gì? (dữ liệu thuộc tính); Ở đâu? (dữ liệu không gian); Khi nào? (thời gian); Tương tác với các đối tượng khác ra sao? (quan hệ). Một đối tượng của dữ liệu địa lý được coi là đã xác định khi có thông tin về các lĩnh vực trên. (Daǥeгm0п, 1983) có hai dạng dữ liệu cơ bản trong GIS. Đó là dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính. Đặc điểm quan trọng trong tổ chức dữ liệu của GIS là: dữ liệu không gian (bản đồ) và dữ liệu thuộc tính được lưu trữ trong cùng một cơ sở dữ liệu (CSDL) và có quan hệ chặt chẽ với nhau.
II. Thách Thức Bảo Vệ Bản Quyền Bản Đồ Số GIS
Sản phẩm đầu ra của GIS là bản đồ, đồ thị và bảng dữ liệu một cách trực quan. Giống như mọi dữ liệu đa phương tiện khác trên Internet, các bản đồ của GIS cũng dễ dàng bị sao chép, sửa chữa, thay đổi, tấn công bởi nhiều đối tượng và bằng nhiều phương thức khác nhau. Thực tế cho thấy, việc tạo ra các bản đồ vector số có độ chính xác cao đòi hỏi rất nhiều thời gian và chi phí lớn trong đo đạc, trắc địa và tổng hợp. Vì thế các bản đồ này không thể được phân phối và sử dụng miễn phí. Ngoài ra còn có các ứng dụng đòi hỏi tính toàn vẹn cao, chống xuyên tạc, giả mạo như các bản đồ dùng trong quân sự. Do vậy bảo vệ bản quyền, chống xuyên tạc giả mạo các bản đồ đang là một hướng nghiên cứu có tính hữu dụng cao, góp phần cho các sản phẩm đầu ra của hệ thống GIS giữ vững giá trị, tính pháp lý trên môi trường mạng.
2.1. Nguy Cơ Sao Chép và Sửa Đổi Dữ Liệu Địa Lý Trực Tuyến
Các bản đồ của GIS dễ dàng bị sao chép, sửa chữa, thay đổi, tấn công bởi nhiều đối tượng và bằng nhiều phương thức khác nhau. Việc tạo ra các bản đồ vector số có độ chính xác cao đòi hỏi rất nhiều thời gian và chi phí lớn trong đo đạc, trắc địa và tổng hợp. Vì thế các bản đồ này không thể được phân phối và sử dụng miễn phí. Ngoài ra còn có các ứng dụng đòi hỏi tính toàn vẹn cao, chống xuyên tạc, giả mạo như các bản đồ dùng trong quân sự.
2.2. Yêu Cầu Bảo Vệ Tính Toàn Vẹn Dữ Liệu GIS Trong Quân Sự
Các ứng dụng đòi hỏi tính toàn vẹn cao, chống xuyên tạc, giả mạo như các bản đồ dùng trong quân sự. Do vậy bảo vệ bản quyền, chống xuyên tạc giả mạo các bản đồ đang là một hướng nghiên cứu có tính hữu dụng cao, góp phần cho các sản phẩm đầu ra của hệ thống GIS giữ vững giá trị, tính pháp lý trên môi trường mạng.
III. Kỹ Thuật Thủy Vân Số Bảo Vệ Bản Quyền Bản Đồ GIS
Đã có nhiều phương pháp cả phần cứng và phần mềm được nghiên cứu và ứng dụng để bảo vệ bản quyền các sản phẩm số. Các phương pháp sử dụng phần cứng hiệu quả nhưng thường có chi phí cao trong sản xuất và phân phối, do vậy người ta thường thay thế hoặc kết hợp với các thuật toán cài đặt phần mềm để có thể bảo vệ chống lại các hành vi vi phạm bản quyền các dữ liệu này. Thủy vân số được nghiên cứu trong hơn mười năm trở lại đây đã dần chứng tỏ là một giải pháp khả thi với chi phí thấp và tính đảm bảo cao cho vấn đề bảo vệ bản quyền số. Với các loại dữ liệu đa phương tiện quen thuộc như ảnh tĩnh, nhạc số, video,… các nhà nghiên cứu đã có một số kết quả mạnh khi ứng dụng thủy vân để bảo vệ bản quyền. Tuy nhiên đối với loại dữ liệu ảnh vector thì vẫn chưa có nhiều các nghiên cứu, đặc biệt ở nước ta.
3.1. Tổng Quan Về Thủy Vân Số Trong Bảo Vệ Dữ Liệu
Thủy vân số được nghiên cứu trong hơn mười năm trở lại đây đã dần chứng tỏ là một giải pháp khả thi với chi phí thấp và tính đảm bảo cao cho vấn đề bảo vệ bản quyền số. Với các loại dữ liệu đa phương tiện quen thuộc như ảnh tĩnh, nhạc số, video,… các nhà nghiên cứu đã có một số kết quả mạnh khi ứng dụng thủy vân để bảo vệ bản quyền.
3.2. Ứng Dụng Thủy Vân Số Cho Bản Đồ Vector Nghiên Cứu
Tuy nhiên đối với loại dữ liệu ảnh vector thì vẫn chưa có nhiều các nghiên cứu, đặc biệt ở nước ta. Với luận văn này, tác giả tập trung tìm hiểu các kỹ thuật thủy vân đã và đang được sử dụng để thủy vân bản đồ vector số, đánh giá để lựa chọn một số thuật toán cụ thể ứng dụng vào chương trình thử nghiệm nhúng – tách thủy vân vào một số bản đồ tác giả sưu tầm được.
IV. Các Kỹ Thuật Thủy Vân Số Cho Bản Đồ Vector GIS
Với luận văn này, tác giả tập trung tìm hiểu các kỹ thuật thủy vân đã và đang được sử dụng để thủy vân bản đồ vector số, đánh giá để lựa chọn một số thuật toán cụ thể ứng dụng vào chương trình thử nghiệm nhúng – tách thủy vân vào một số bản đồ tác giả sưu tầm được. Chương 2 đi sâu tìm hiểu về một số kỹ thuật ứng dụng thủy vân số để bảo vệ bản quyền bản đồ vector gồm các thuật toán thủy vân bản đồ vector trên dữ liệu dạng vùng và dữ liệu dạng tuyến.
4.1. Thủy Vân Số Dữ Liệu Dạng Vùng Trong Bản Đồ Vector
Chương 2 đi sâu tìm hiểu về một số kỹ thuật ứng dụng thủy vân số để bảo vệ bản quyền bản đồ vector gồm các thuật toán thủy vân bản đồ vector trên dữ liệu dạng vùng.
4.2. Thủy Vân Số Dữ Liệu Dạng Tuyến Trong Bản Đồ Vector
Chương 2 đi sâu tìm hiểu về một số kỹ thuật ứng dụng thủy vân số để bảo vệ bản quyền bản đồ vector gồm các thuật toán thủy vân bản đồ vector trên dữ liệu dạng tuyến.
V. Xây Dựng Chương Trình Thử Nghiệm Thủy Vân Số Bản Đồ
Trên cơ sở những kiến thức tìm hiểu tại chương 2, chương 3 thực hiện lựa chọn thuật toán để cài đặt chương trình thử nghiệm. Dựa trên chương trình đã cài đặt, nhận xét khả năng để chương trình có thể được đưa vào ứng dụng trong thực tế. Do thời gian thực hiện và hiểu biết của tác giả còn hạn chế nên luận văn này không tránh khỏi các thiếu sót về nội dung cũng như hình thức trình bày. Tác giả rất mong nhận được sự cảm thông, góp ý, nhận xét của các quý thầy cô và người đọc để tác giả có thể hoàn thiện và tiếp tục theo các hướng nghiên cứu sau này.
5.1. Lựa Chọn Thuật Toán Thủy Vân Số Để Cài Đặt
Trên cơ sở những kiến thức tìm hiểu tại chương 2, chương 3 thực hiện lựa chọn thuật toán để cài đặt chương trình thử nghiệm.
5.2. Đánh Giá Khả Năng Ứng Dụng Thực Tế Của Chương Trình
Dựa trên chương trình đã cài đặt, nhận xét khả năng để chương trình có thể được đưa vào ứng dụng trong thực tế. Do thời gian thực hiện và hiểu biết của tác giả còn hạn chế nên luận văn này không tránh khỏi các thiếu sót về nội dung cũng như hình thức trình bày.
