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本文研究了水体污染的激光诱导荧光检测技术和三维荧光光谱检测技术，重点研究了几种不同体制的水体污染荧光检测系统的数据分析方法。在激光诱导荧光光谱检测系统中，以拉曼信号作为参考信号研究不同接收方式下的归一化荧光强度与浓度之间的关系，提出了基于径向基函数网络的光谱分离算法，提高了对激光散射信号、拉曼信号和DOM荧光信号等光谱分离的准确性。在激光诱导荧光特征波段检测系统中，提出了运用遗传算法计算404nm处DOM荧光强度占450nm处荧光强度的比例k值，从而将拉曼散射信号从404nm波段的信号中准确地分离出来。实验结果证明了算法的可行性。利用三维荧光光谱技术可以获取丰富的光谱信息。研究了三维荧光光谱的多组分分析数学模型，给出基于特征光谱的多组分分析模型，并在此基础上结合多维分析算——PARAFAC，给出一种基于PARAFAC光谱特征提取的多组分分析方法。并针对污染成分之间对荧光信号的吸收作用，提出了一种非线性浓度校准模型和算法，该模型充分考虑到了每个组分对其它组分荧光的吸收作用，实验结果证明该模型改善了多组分分析的性能，提高了分析精度。应用PARAFAC对23个太湖的表层水样进行分析，研究结果表明，可以通过三维荧光光谱的PARAFAC分解结果来分析BOD5值、COD值的变化趋势。