利用火焰圖像監測裝置檢測到的爐膛燃燒輻射能分布圖像信息重建三維燃燒溫度場，一種針孔成像條件下的快速方法計算CCD(Chrge-Coupled Device，電荷耦合器件)靶面接收的輻射能，成像像素接收到的系統網格單元的輻射能的份額的計算結果和輻射能圖像計算結果均體現了成像過程的方向選擇性和輻射能傳遞規律的作用。針對爐膛燃燒三維溫度場重建的嚴重病態問題建立了一種基于Tikhonov正則化的求解方法。對于單峰型三維溫度分布重建模擬計算結果表明：即使輻射圖像檢測包含均方差達到0.11的誤差，溫度場重建誤差仍能維持與測量誤差基本相當的水平，溫度分布可視化質量較高。各種圖像檢測組合方式的重建結果比較顯示，爐膛四角沿高度方向每隔5m左右交叉對角布置兩個輻射圖像采集裝置，能夠獲得較好的全爐膛溫度場可視化結果。