城市污水处理过程数据的采集主要基于运行过程的传感器，将实时数据传送到采集仪表，如温度仪表、pH检测仪表和氨氮浓度分析仪表等；数据采集仪再通过局域网络将实时数据发送到控制柜和中央控制室的上位机中；最后运用上位机组态软件将实时数据进行画面显示和远程传输，为城市污水处理过程状态估计和性能分析提供可靠的信息依据. 城市污水数据的主要采集位置包括厌氧区、缺氧区、好氧区和沉淀池4个生化反应区. 数据采集时，各个变量设有不同的采集位置，部分变量设置多个采集点，例如：氧化还原电位(oxidation-reduction potential, ORP)设有厌氧末端和缺氧前端以及二沉池前端3个采集位置；酸碱度pH设有二沉池前端和二沉池末端2个采集位置.
具体可采集的变量位置和污水变量如下. 进水端：总磷(total phosphorus, TP)、总氮(total nitrogen, TN)、悬浮物(suspended solids, SS)、化学需氧量(chemical oxygen demand, COD)；厌氧末端：ORP；缺氧前端：ORP；好氧区：溶解氧(dissolved oxygen, DO)、总可溶性固体(total dissolved solids, TSS)；二沉池前端：ORP、pH、温度T；二沉池末端：TP、TN、pH.
然而，在城市污水处理过程中由于污泥质量分数一般处于较高水平，以及进水量波动、水质波动、温度变化、酸碱液腐蚀等因素会使传感器探头受污染和损坏，导致检测数据偏离真实值严重. 此外，现场数据传输局域网系统也易受电磁干扰，使得污水数据获取过程中会出现部分噪声和数据缺失的情况，进而影响城市污水处理过程状态估计和运行系统性能分析的准确性，因此，需要对城市污水异常数据进行降噪和补偿，提高采集污水数据的质量.
