近年来因各种治理与监管工作的持续进行,城市河道生态环境和水体水质状况有了较大的改善。但随着经济社会高速发展,人为活动引起的城市河道外源污染问题依然较为突出,各类污水废水中的有机物导致城市河道水体污染事件持续增加。因此对河道水体进行有机污染物质的监测、及时预警异常污染并识别不同污染有机物,对水体污染预警、溯源和后续治理等具有重要意义。三维荧光光谱技术因其对有机物检测灵敏度高、信息丰富、选择性广、无需样品前处理等优势,在地表水检测与研究中的作用日益凸显。本文结合目前河道水质监测精细化、高适应等需求,针对检测环境波动、未知污染物等因素对河道有机污染物检测带来的问题,开展了基于三维荧光光谱的河道特征有机污染物检测和识别方法研究。主要研究内容和创新点如下:（1）研究了面向河道污染检测的三维荧光光谱预处理方法。针对不同浊度引起的瑞利散射宽度变化等问题,开展了面向检测环境波动的三维荧光光谱预处理研究。提出了基于浊度补偿的荧光光谱预处理方法,对单个样本不同激发波长下瑞利散射的宽度进行估计,结合样本浊度大小,进行针对性的自适应扣除,随后使用德劳内三角插值恢复散射区域的荧光信号。在实际河道数据上处理的结果表明,本文提出的基于浊度补偿的预处理方法,能有效减少河道复杂环境因素对三维荧光光谱检测的影响,与常规预处理方法相比,有效降低了瑞利散射干扰,为后续有机污染物异常检测和识别提供了基础支撑。（2）研究了基于三维荧光光谱的河道有机污染异常检测方法。针对河道中溶解性有机物存在时空差异,正常水质荧光光谱存在波动等问题,提出了基于交替残差三线性化的自适应滑动窗建模方法,以获取单个监测点的历史水质背景特征与荧光组分。针对河道水中低浓度有机污染难以检出的问题,提出了基于重建样本和待测样本残差光谱的频域特征提取方法,使用拾峰法确定潜在污染荧光峰后对其发射光谱进行频域变换,再进行分类与检测。并在多个监测点获取的河道水样本和模拟异常污染数据上进行了验证,结果表明本文建立的异常检测方法在不同区域的河道监测站点中均取得了较高的准确率,同时能够捕捉与河道背景荧光峰重叠的低浓度有机污染荧光信号,有效地降低了漏报率。（3）研究了基于三维荧光光谱的河道特征有机污染物识别方法。针对低浓度有机污染物荧光峰与河道水背景荧光峰重叠,难以提取污染物光谱特征峰值等问题,本文提出了基于多尺度特征描述子的局部与全局特征相融合的识别方法,实现河道荧光背景下不同有机物的荧光特征描述。针对未知污染物易被误判为无污染或其他已知污染物等问题,本文提出了基于费歇尔向量编码特征映射和余弦距离的识别方法。并在不同的特征有机物污染数据上进行验证,识别结果表明本文的特征有机物识别方法在重叠荧光峰和低浓度情况下,相比于主成分分析法和灰度共生矩阵法,有更高的识别准确率,同时能够有效识别出未知污染物质,降低误判率。本文围绕三维荧光技术在河道有机污染监测中存在检测环境波动、光谱信号难以识别的问题,在三维荧光光谱去瑞利散射、背景建模、特异性特征提取、检测判别方法等方面展开了研究,建立了面向河道污染检测的荧光光谱预处理、异常检测和污染物识别的方法,提升了三维荧光光谱在河道有机污染监测方面的适应性。结果证明了三维荧光光谱技术对河道中常见有机污染物的检测与识别的潜力,为河道水体污染监测和城市河道水环境保护方面提供了更精细化的监测手段。