随着当代信息科技不断地更迭,地理空间数据渐渐演变为一种备受瞩目的信息资源。电子海图作为地理空间资源中的一种,在国家经济,国防建设等方面起到了非常重要的作用。但是电子海图在传播和使用的过程中也面临着很多安全性问题,其中包括版权信息的维护、真伪鉴别、来源追踪等。传统的数字水印算法主要通过研究地图的空域或频域,进而将水印信息嵌入其中。作为一种对数据精度要求极高的地图,传统方法对于海图数据的扰动较大,为此,本文以S-57标准电子海图为研究对象,引入了无损数字水印技术。无损数字水印技术的手段基本可以分为:可逆数字水印保护技术和无损嵌入技术。本文在深层次解析了 S-57标准海图的内容特征模型后,将无损水印技术具体细化为:以空间特性为基础的可逆水印技术以及基于梯度处理的零比特扩展技术。具体的分析与研究包括如下内容:首先,整体介绍了电子海图和数字水印的相关概念,本文选择S-57电子海图作为研究对象。着重分析了电子海图的数据结构、文件结构以及内容特征模型,初步提出了基于电子海图内容特征的无损数字水印框架模型。其次,针对S-57海图的空间结构特性,深入研究并归纳了一种以海图空间特性为基础的可逆数字水印方法。算法以海图空间演化过程为依据,通过结点群选取的方法,实现了可逆水印的嵌入以及提取。基于海图属性特征方面,将梯度算法中的灰度变化作为关键结点的选取方法,提出了一种基于梯度算法的零比特动态扩展技术,并且实现了数字水印信息的无损嵌入。最后,通过实验验证和对比分析,对水印算法的鲁棒性、不可见性、内容无损性等多个方面进行了详细的对比和验证。与此同时,也指出了水印算法存在缺陷的地方,为今后的研究做铺垫。