内容简介

《监测监控信息融合技术》全面介绍了传感器信息获取、监测监控网络和信息融合的基本原理与技术。书中不仅探讨了信息融合在新技术发展中的关键作用，还强调了其在培养学生科学精神和探索勇气中的时代意义，满足了课程思政要求。全书共9章，内容覆盖了传感器信息融合、煤矿安全监测的模型与方法，以及无人驾驶和水环境监测的多源信息融合技术，为读者提供了新的视角，对当前信息融合研究领域是重要补充。本书紧贴课程体系，强化产教融合，特别强调将理论知识应用于解决实际产业问题，推动知识向技术应用转化，培养具有创新思维和问题解决能力的高素质人才。

《监测监控信息融合技术》可作为高等院校电子信息科学与技术、计算机科学与技术等相关专业课程的教材，也可作为信息融合领域研究人员和工程技术人员的参考书。

前言/序言

监测监控技术是众多行业的核心技术之一，涵盖了自动化生产线的精确操控、军事设施的智能化运作、能源分配的自动化管理、金融市场的自动化操作、楼宇智能控制系统、铁路系统的调度与维护、高速公路的集中监控、油气管道的远程监测与控制、矿井作业的安全监控、环境监测的自动化、森林火险的预警系统、城市基础设施的供水与供热自动化管理、水资源的远程监测、大型水利工程的自动化监管，以及河流流域水电站的数据搜集与远程监控等。自20世纪90年代以来，监测监控任务变得更加多元与复杂，伴随着计算机技术、通信技术和微电子技术的快速进步，监测监控技术也经历了翻天覆地的变化。尽管这些系统在应用背景和执行任务上各有千秋，但它们在系统架构上普遍展现出功能的整合性、网络的互联互通性，以及系统的开放性和标准化的发展方向。

随着监测监控任务的日益复杂化和通信网络技术的飞速进展，分布式、网络化、集成化的信息捕获与处理已成为当今传感技术发展的主要趋势。基于网络的传感技术和信息融合技术为获取更精确、更有效、更可靠的信息提供了关键的技术保障。在整个信息捕获、处理、传输和应用的链条中，信息捕获作为起始环节，其技术发展的步伐落后于信息的处理、传输和应用环节，这对整个信息链条的效能构成了严重影响。近年来，全球学术界已经开始重视传感器与检测技术的提升，并致力于发展信息获取科学与技术这一新学科。

信息融合技术通过整合不同模态、不同类型的数据，实现对监测监控领域中不同数据之间的互补。本书专注于监测监控信息融合技术的研究，并结合作者近年来在矿井图像处理、无人驾驶环境感知与定位、水环境监测、灌区渠系水情估计、认知大模型等多个领域的应用成果，深入阐述了信息融合技术的作用、特点和应用场景。本书共9章，内容安排如下。

第1章概述了多传感器信息融合、传感器技术及发展、监测监控与信息处理，并探讨了支撑网络化、综合化监测监控的网络技术，包括传感器总线与现场总线、OPC技术规范、工业无线网络等。

第2章阐述信息融合处理过程、

信息融合系统的

模型、信息融合方法，分析情报环、JDL等常见模型，介绍加权平均、卡尔曼滤波、概率论等融合算法，并探讨融合效能的评估指标与方法。

第3章聚焦煤矿安全监测监控信息融合系统，概述技术发展及网络架构，详述信息融合策略与结构，结合实际介绍数据预处理、预测及态势评估技术，并以煤矿安全监测监控信息融合系统为例展示应用成效。

第4章探讨信息融合在矿井图像中的应用，包括超分辨率增强、细节提升和视频/图像检索，通过多元融合技术提升图像质量，带动矿井图像处理领域发展。

第5章研究矿山智能选冶过程中多源异构信息融合处理，概述现状，介绍预处理技术，分析故障诊断技术，并对冶风机与温度场工况进行分析。

第6章深入解析无人驾驶多源异构信息融合处理，概述发展现状，详述相机、激光雷达等融合方法，探讨其在定位和环境感知中的应用，为无人驾驶安全运行提供支撑。

第7章介绍水环境多源监测信息融合的证据理论

方法，基于证据理论的信息融合方法，介绍和讨论其在水环境监测中的应用。在此基础上进一步介绍和讨论模糊证据理论，并对神经网络与证据理论结合的信息融合方法和实验结果进行分析。

第8章研究灌区渠系水情估计，提出干扰用水判别与检测方法，设计全局状态估计方法，并构建估计系统，通过试验验证其有效性和实用性。

第9章综述认知大模型的构建与应用，阐述总体设计及核心技术等，并展望其在智能招投标、文档问答等多场景的应用潜力。

本书第1~3章由于洪珍编写；  第4、5章由程德强编写；  第6章由徐飞翔编写；  第7、8章由王鑫编写；  第9章由储汉卿编写。全书由程德强统稿。

在研究和写作过程中，杜乐乐工程师、王晓艺博士、江鹤博士、张晨锴博士、郑平博士、孙凤乾博士、常君妍硕士、张瑞硕士、张秋阳硕士、徐琨硕士等提供了本书的部分素材，在此向他们表示衷心的感谢。

向所有参考文献的作者及为本书出版付出辛勤劳动的同志表示感谢！

限于作者的水平，书中难免有不妥之处，恳请广大专家同行批评指正。

编者

2025年1月