大数据时代背景下,信息安全越来越受到人们的重视,特别是地理信息的安全。随着互联网技术和地理信息技术的蓬勃发展,地理空间数据的采集、存储、访问、传输及应用变得更加快捷,随之而来的地理空间数据泄密、窃取等行为带来的安全隐患问题也越来越受到人们的关注。特别是,随着智慧城市建设的快速发展,自动驾驶和高精度地图等新兴技术和产业对高精度地理空间数据的共享、传输及个性化应用提出了更高的需求。因此,如何从数据自身角度出发对高度敏感的地理空间数据进行加密保护显得尤为重要,也是促进地理空间数据共享,充分发挥地理空间数据价值,实现从高精度地理空间数据到地理信息智能服务转变的重要桥梁。基于传统密码学理论,国内外学者结合信号处理、DNA计算和混沌系统等理论,提出了许多经典的地理空间数据加密方法。但现有的地理空间数据加密方法大多采用整体加密策略,忽视了地理要素空间分布的异质性特征,使得加密方法缺乏灵活性,难以实现局部加密和分级加密功能,在安全性和加密效率方面还有较大的提升空间。为此,本文在现有研究的基础之上,顾及矢量地理数据和遥感影像数据自身的特点,借鉴数据访问中分区域多密级授权思想,提出一种地理空间数据多级加密方法,为网络传输环境中的地理空间数据加密研究提供新的思路。本论文的主要研究工作包括:（1）针对地理空间数据加密传输问题,对国内外现有地理空间数据加密方法进行了系统归纳,总结了现有矢量和遥感影像数据加密方法的相关研究工作,并指出现有研究的不完善之处,提出了本文的主要研究内容,确定了本文研究框架和思路。（2）针对现有矢量地理数据加密方法忽视了各实体要素的空间分布特征,缺乏灵活性且难以实现局部信息加解密的问题,提出一种基于多级空间索引的矢量地理数据加密方法。充分顾及矢量要素的空间位置关系,借鉴空间数据库索引思想,在对矢量地理数据分区和构建索引的基础上,基于混沌系统和离散余弦变换方法实现矢量地理数据加密。最后,将该方法应用于真实数据,验证了方法的有效性,加密效率与现有方法相比具有显著提升,且实现了局部加解密功能。（3）针对现有遥感影像数据加密方法忽视了遥感影像纹理特征的空间差异性,导致加密效率较低且对图像内容的自适应性和可伸缩性较差的问题,提出一种顾及纹理空间差异性的遥感影像数据加密方法。方法借鉴基于内容的多级授权思想,对遥感影像分块和分级,基于不同维度的混沌系统实现遥感影像的分级加密。最后,将该方法应用于真实数据,验证了方法的有效性,有效地实现了遥感影像数据的信息隐藏,具有较高的加密效率和安全性。（4）针对目前时空大数据管理系统和众包数据采集及云端更新系统中的应用需求,基于本文提出的矢量、遥感影像数据加密方法设计并开发了地理空间数据加解密原型系统,可为地理空间数据在网络中安全传输与共享提供有效的数据安全保护工具。最后,对全文进行了回顾总结,并展望了有待进一步研究的若干问题。图56幅,表9个,参考文献94篇