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本发明属于温度检测技术领域，公开了一种高精度快速温度场重建方法、系统、设备及终端，该方法包括：将测量区域划定为一定数量的离散网格；构建基于离散网格点温度误差目标函数；基于测量的声波飞渡时间数据，采用改进型FISTA算法求解该目标函数，得到网格下的测量区域温度分布；将测量区域网格下得到的温度分布利用核极限学习机进行训练预测，得到整个测量区域的温度场分布。本发明利用了温度场被测区域的尺寸，飞度时间等先验条件；通过改进型FISTA算法，快速求出粗网格点的温度，解决了温度场重建迭代过程中的不稳定现象；然后利用核极限学习机，成功地精确预测出温度场，与传统算法相比，该算法提高了平均相对误差与均方根误差。