基于多指标时序数据的城市河道水质异常检测方法研究的任务书.docx

基于多指标时序数据的城市河道水质异常检测方法研究的任务书
任务书
一、任务背景与意义
城市河道水质是城市环境质量的重要指标之一。随着城市化进程的加快，城市河道水质污染日益突出，水质异常情况频繁发生，给城市生态环境造成了巨大的影响。因此，在城市水环境管理中，水质异常检测和预警成为重要的技术手段。
传统的城市水环境监测主要依靠人工采样和分析，其存在着时间延迟、数据缺失、监测频率低等问题。随着信息技术的不断发展，基于传感器技术的智能监测系统逐渐得到了广泛应用，采集到的数据包括水温、溶解氧、pH、浊度等多个指标的时序数据。如何利用这些数据进行水质异常检测和预警，成为了当前城市水环境管理的迫切需求。
二、任务目标
本研究旨在基于多指标时序数据，研究城市河道水质异常检测方法，具体包括以下目标：
1.对标准水质指标建立合适的数据模型，包括但不限于水温、溶解氧、pH、浊度等指标；
2.建立城市河道水质异常检测模型，探究不同指标之间的关系和影响，分析单一指标和多指标水质异常检测的区别和优劣；
3.设计城市河道水质异常预警系统，实现数据采集、分析、处理和异常预警的全流程掌控；
4.对应用案例进行实验验证，对比各种模型的优劣和适用性，为城市水环境管理提供科学依据。
三、任务内容
1.调研和文献综述。综合国内外的相关研究，了解多指标时序数据在水质异常检测和预警中的应用情况和研究进展。
2.建立标准水质指标的数据模型。基于传感器采集的数据，对水温、溶解氧、pH、浊度等指标建立合适的数据模型，包括数据预处理、特征提取等。
3.建立城市河道水质异常检测模型。通过分析不同指标之间的关系和影响，建立单一指标和多指标的水质异常检测模型，并进行比较分析。
4.设计城市河道水质异常预警系统。基于前期的研究，设计城市河道水质异常预警系统，包括数据采集、分析、处理和异常预警等功能。
5.实验验证与分析。选取适当的城市水系进行实验验证，对比不同模型的优缺点和适用性，形成科学的水质异常检测和预警方法。
四、预期结果
1.建立城市河道水质异常检测模型，提出水质异常检测和预警的算法和方法。
2.研发城市河道水质异常预警系统，为城市水环境管理和监测提供可靠的技术支持。
3.针对不同指标和城市水系进行实验验证，形成应用案例和实验论文。
五、研究计划
第1年：调研和文献综述，建立标准水质指标的数据模型。
第2年：建立城市河道水质异常检测模型，设计城市河道水质异常预警系统。
第3年：实验验证与分析，形成科学的水质异常检测和预警方法。
六、研究经费
研究经费共计100万元，用于设备购置、实验费用等。其中：
设备购置：30万元；
实验费用：40万元；
人员费用：30万元。
七、研究成果
最终成果将形成应用论文和实验报告，同时提供城市河道水质异常检测模型和预警系统的技术方案和实现方法。