本书针对水环境数据海量、异构、多源、非结构化的特点，提出了水环境非结构性数据融合技术；针对水环境水质监测问题，介绍了河流断面水质时空预测、河流断面水质动态预警、水环境水质多元信息遥感监测技术，研究了水环境水质在线评价和饮用水源地水质安全在线评估技术；最后，针对水环境管控问题，介绍了重点污染区域识别、投诉举报和水环境网络舆情关联分析、水环境污染源溯源，以及京津冀区域智慧管控平台设计。
本书为人工智能、自动控制工程、环境工程的专业技术人员提供理论和应用方面的参考，也可作为高等院校相关专业高年级本科生及研究生的教材参考书。

乔俊飞，男，北京工业大学教授、博士生导师。国家杰出青年科学基金获得者，北京高等学校精品课程(自动控制原理)负责人。现任中国人工智能学会理事、中国自动化学会智能自动化专业委员会委员、中国自动化学会过程控制专业委员会委员、北京自动化学会常务理事，《控制工程》、《北京工业大学学报》等期刊编委。入选教育部新世纪优秀人才计划、北京市科技新星计划等。乔俊飞教授长期从事计算智能及智能信息处理方面的研究工作，已在IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems、IEEE Transactions on Fuzzy Systems等权威刊物上发表学术论文近百篇；获得授权国家发明专利12项，软件著作权8项。并先后获得教育部科学技术进步奖一等奖(个人排名第一)、北京市教育教学成果奖二等奖(个人排名第一)、北京市优秀教师等10余项省部级及以上奖励。

第1章 绪论
1.1 水环境概述
1.1.1 水环境和水资源
1.1.2 我国水环境特点
1.2 水环境质量评价概述
1.2.1 我国水环境质量
1.2.2 水环境质量评价
1.3 水环境监控概述
1.3.1 我国水环境质量管理
1.3.2 水环境监控
1.3.3 水环境智慧监控
1.4 水环境水质数据
1.4.1 水环境水质数据获取方式
1.4.2 水环境水质多源数据
1.4.3 水环境水质数据特征
1.5 水环境水质数据监测技术
1.5.1 现场监测
1.5.2 在线监测
1.5.3 遥感监测
1.6 水环境水质数据监测装置与系统
1.6.1 水质监测仪器
1.6.2 水质监测系统
1.6.3 水质自动监测站
参考文献
第2章 水环境非结构化数据融合
2.1 水环境数据融合技术概述
2.2 非结构化数据融合架构
2.2.1 架构设计
2.2.2 模型设计
2.3 非结构化数据时空对齐技术
2.3.1 技术原理
2.3.2 技术架构
2.3.3 技术实现
2.4 非结构化数据特征提取技术
2.4.1 技术原理
2.4.2 技术架构
2.4.3 技术实现
2.5 非结构化数据融合处理技术
2.5.1 技术原理
2.5.2 技术架构
2.5.3 技术实现
2.6 技术应用及成效
参考文献
第3章 河流断面水质时空耦合预测
3.1 河流断面水质预测概述
3.2 河流断面水质数据生成模型
3.2.1 生成对抗网络水质数据补全模型设计
3.2.2 模型检验及结果分析
3.3 注意力机制的水质预测模型
3.3.1 水质预测模型网络结构设计
3.3.2 模型检验及结果分析
3.4 双向长短时记忆网络和时间注意力机制的水质预测模型
3.4.1 双向长短时记忆网络和时间注意力机制的水质预测模型网络结构设计
3.4.2 模型检验及结果分析
3.5 混合长短时记忆网络的水质预测模型
3.5.1 混合长短时记忆网络的水质预测模型网络结构设计
3.5.2 模型检验及结果分析
3.6 时空图卷积的水质预测模型
3.6.1 时空图卷积水质预测模型网络结构设计
3.6.2 模型检验及结果分析
3.7 时空耦合水质预测模型
3.7.1 时空耦合水质预测模型网络结构设计
3.7.2 模型检验及结果分析
3.8 河流断面实时水质预测系统开发
3.8.1 系统功能设计
3.8.2 系统功能开发
参考文献
第4章 河流断面水质动态预警
4.1 河流断面水质预警概述
4.2 水质异常检测的动态预警方法
4.3 水质序列分解
4.3.1 基于Loess的季节与趋势分解（STL）
4.3.2 经验模态分解（EMD）
4.4 水质序列预测
4.4.1 基于三次平滑指数的水质预测模型
4.4.2 基于支持向量回归的水质预测模型
4.4.3 基于编解码的长短期记忆网络水质预测模型
4.4.4 基于序列分解的水质预测模型
4.5 水质序列预警
4.5.1 基于拉依达准则的水质异常检测模型
4.5.2 基于孤立森林的水质异常检测模型
4.5.3 基于多元高斯分布的局部异常检测模型
4.5.4 水质预警模型学习算法
4.6 模型检验及结果分析
4.7 河流断面动态高效水质预警系统开发
4.7.1 系统功能设计
4.7.2 系统功能开发
参考文献
第5章 河流断面水质实时评价
5.1 水环境水质评价概述
5.2 水环境水质污染要素分析
5.2.1 水环境水质污染程度评价
5.2.2 基于主元分析法的水环境主要污染物分析
5.2.3 方法校验及结果分析
5.3 河流断面水质ESN-RLS实时评价
5.3.1 河流断面水质实时评价
5.3.2 ESN基本结构
5.3.3 递归最小二乘算法
5.3.4 水质实时评价模型结构设计
5.3.5 水质实时评价模型参数自适应调整算法
5.3.6 断面水质数据集
5.3.7 模型检验及结果分析
5.4 河流断面水质RESN实时评价
5.4.1 河流断面水质RESN实时评价模型结构设计
5.4.2 RESN在线稀疏逼近训练法
5.4.3 模型检验及结果分析
5.5 水环境水质实时评价系统
5.5.1 系统功能设计
5.5.2 系统功能开发
参考文献
第6章 饮用水水源地水质安全在线评价
6.1 饮用水水源地水质安全评价概述
6.2 饮用水水源地水质安全单因子评价法
6.3 饮用水水源地水质安全FNN在线评价法
6.3.1 饮用水水源地水质安全在线评价技术的必要性
6.3.2 FNN基本原理
6.3.3 饮用水水源地水质安全在线评估模型设计
6.3.4 收敛性分析
6.3.5 模型检验及实验结果分析
6.4 饮用水水源地水质安全PDF-FNN在线评估法
6.4.1 最优误差PDF准则
6.4.2 饮用水水源地水质安全PDF-FNN在线评估模型设计
6.4.3 收敛性分析
6.4.4 模型检验及结果分析
6.5 饮用水水源地水质安全在线评估系统开发
6.5.1 系统功能设计
6.5.2 系统功能开发
参考文献
第7章 水