生物监测的基本原理是利用水生生物个体、种群的数量、性质、生理及运动行为等特征的变化来指示水体环境质量的变化，表征环境污染状况，从生物学角度为水体环境质量监测和评价提供依据，已经被广泛地应用于环境安全的监测、预警中，具有极其广泛的应用前景。由于水生生物运动行为特征的变化能够比较实时、直观的反映水体质量变化。因此，其运动行为特征在水质监测、检测分析中是重要的指标。对这些指标的快速准确获取成了水体安全研究中的重要内容之一。另一方面，如何快速有效的对这些水质指标数据进行异常检测分析也成了水体安全研究中的关键内容。　　 本文通过对指示生物生理活动进行实时的视觉分析，借鉴生物免疫系统机理，探索基于视觉驱动的水体安全免疫模型，为构建面向城市供水水源的生物监控水体安全应用提供理论基础，提高智能化水质监测的连续性、实时性和准确性，促进应对突发性污染事故的快速反应能力。主要研究内容包括以下几个方面：　　 （1）基于视觉驱动的水体安全免疫模型研究。针对现有水体安全所存在的不足与缺陷，借鉴生物免疫系统的相关原理与机制，并结合基于生物监测的视觉感知技术，提出了基于视觉驱动的水体安全免疫模型。　　 （2）基于视觉感知的水质数据采集方法研究。本文将生物监测技术与视觉感知技术相结合，提高了水质数据采集的科学性、实时性，降低了水质数据采集成本，为水质数据指标的有效提取探索出了一条新的方法。　　 （3）基于否定选择的水质数据检测分析方法研究。本文研究了人工免疫系统的相关原理与机制，将否定选择原理应用于水质异常检测领域，利用其独有特性，实现了对未知数据的有效检测。