感知是以实践的方式理解世界的第一步，为分析物理现象、探索事件成因提供事实基础。在各产业、各城市推进信息化建设的过程中，高效的信息获取始终是相关服务及应用中的一个至关重要的环节，有效的数据感知是沟通现实与蕴含诸多规律的大数据之间的桥梁、纽带。与此同时，物联网的出现和发展不断加深对透彻以及大规模感知的需求，而传统无线传感器网络的高安装维护成本、能源消耗问题和感知覆盖能力的不足却与之相掣肘。另一方面，随着无线通信、传感器技术在近年来的创新和发展，市场上智能设备的数目和种类飞速提升。这些设备普遍集成大量不同类型传感器，具备替代传统传感器观测世界的潜力。在此背景下，群智感知范式应运而生，其通过发掘群众及其普适智能设备对周围环境、事件的感知能力，完成复杂、大规模的感知任务，催生面向包括环境监测、城市管理、健康管理等多个领域的大量应用。
　　得益于人的参与，群智感知可以发挥群体的智能，完成普适的感知。然而，群体的介入是一把‘双刃剑’，问题聚焦在感知数据上。首先，不同于传统集中部署的传感器，群众及其设备是不可控的，可能出于节省开销等目的上传错误甚至伪造数据；再者，分享与当前环境相关数据容易导致用户敏感信息的泄露，隐私威胁无疑降低用户参与感知的积极性；最后，使用群体作为传感器造成感知设备基数大，感知数据体量大且冗余成分多，对有效的数据收集和发布带来诸多挑战。上述问题围绕着数据的产生，传输和分析整个生命周期，制约着群智感知技术的发展，阻碍更多群智感知应用的出现和落地。
　　因此，本文分别针对群智感知数据的可靠性、隐私泄露和冗余问题，展开数据可靠性保证和隐私保护两部分面向‘质’的研究，以及数据选择传输这一面向‘量’的研究，提出一系列新的模型与解决方案。
　　本文的主要贡献包括：
　　（1）基于群智感知的恶意热点检测应用。本文将群体智能的思想应用到已有的恶意热点问题，设计应用并发掘其中的数据相关问题。具体地，借助移动设备对空间位置的信号强度信息进行测量，实现对合法热点的测绘，进而通过匹配测绘值与实时采样值动态识别恶意热点的出现。最后，结合案例分析群智感知流程并分析讨论存在的数据相关问题。
　　（2）基于空间相关性和源信息的感知数据可靠性保证机制。在定义群智感知数据收集中的独立与合谋伪造问题基础上，本文提出一个感知数据可靠性保证方案。首先，利用数据的空间相关特性设计一种聚类方法，将感知数据中可靠和伪造成分分离至不同数据簇。在此基础上，引入参与者源信息和上下文源信息综合评估数据簇的可靠性。参与者源信息建立在参与者信誉度基础上，考察数据簇总体的信誉水平。基于上下文源信息参考与感知任务时空相关事件对不同数据簇的逻辑支持，建立对各个簇的信任评估。伪造数据最终通过这种多维度的可靠性评估体系被过滤。相关实验验证独立和合谋数据伪造威胁下方案对感知数据可靠性保证的能力。
　　（3）稀疏群智感知中参与者位置隐私保护方案。已有位置保护策略应用在稀疏群智感知场景中会干扰数据恢复过程，本文设计一种具有同时保证参与者位置隐私与感知数据恢复精度的方案。首先，文章提出并证明了关于感知数据恢复过程中数据相关性的猜想，结合盲签名手段，设计一种相关性保持的、分布式位置扰动技术，实现不损害数据恢复的参与者位置隐私保护。其次，为防止感知数据作为类标识符泄露位置隐私（文中定义的推断攻击），设计一种基于同态加密的数据恢复方法。通过将数据恢复过程划分为若干原子向量操作，利用加法和向量同态加密技术实现在多方合作下的安全数据恢复。本方案的安全性经过证明，有效性和性能在相关测试中得以验证。
　　（4）面向确定性覆盖的群智感知图片选择传输机制。本文试图解决图片群智感知数据收集过程中的数据冗余问题。具体地，明确群智感知图片的不确定性特性，综合考量图片覆盖和视图质量，形式化确定性覆盖度量并以此为图片选择目标。在此基础上，本文提出一种基于图片空间分布多样性和内容影响力的效用模型，设计了面向多粒度层级的效用最大化图片选择方案，借助均匀位置分布增大图片视野覆盖，并利用内容代表性提升总体视图质量。相关实验验证本方案在图片选择上的有效性和相比于已有技术的性能优势。
　　本文从具体群智感知应用切入，围绕群智感知数据的安全性和选择传输两个方面提出一系列模型和方案，结合理论分析和实验测试验证其有效性与性能。论文的工作可以为未来群智感知的技术发展与应用开发提供理论和技术支撑。