CN102409123A - 一种基于多源异构数据融合的高炉料面成像系统 - Google Patents

Abstract

一种基于多源异构数据融合的高炉料面成像系统，在高炉内设置高炉雷达、机械探尺和十字测温热电偶，将这三处采集的数据通过数据传输设备送入包含机械探尺高度数据、高炉雷达高度数据、十字测温热电偶温度数据、以及炉身热电偶温度数据的系统数据库中，然后通过与炉外的数据融合系统进行比较和数据融合计算结果送入后续的可视化的三维显示系统。本发明考虑机械探尺、高炉雷达、十字测温热电偶方面的因素，合理优化布置高炉雷达的安装位置，进行了多源异构数据的融合。具有料面信息准确，成本低，有针对性的优点。能实时准确地获得高炉内三维料面形状信息的系统，进而保证了能够进行准确地操作调整，适用于高炉内的料面进行检测、成像的检测领域。

Description

一种基于多源异构数据融合的高炉料面成像系统

技术领域

本发明涉及一种金属冶炼高炉用的设备，尤其涉及一种采用多源异构数据融合的对高炉内的料面进行检测、成像的检测装置。

背景技术

钢铁工业是国民经济的基础工业之一，而在钢铁生产过程中的高炉冶炼工序与炉内料面形状有着十分紧密的关系。必须实时准确地获得高炉内三维料面形状信息对于调节布料方式、控制高炉煤气分布、判断炉况有着十分重要的作用，进而，使得炉缸活跃、高炉顺行、降低焦比、节约能源、稳定高产、减少炉壁侵蚀和延长高炉寿命，对高炉炼铁生产效益的提高有着十分重要的价值。

目前现有技术下的检测高炉料面的方法主要有机械探尺测量法、间接料面判断法、高炉视频监测系统、红外成像技术、激光扫描测量法和较为先进的微波雷达料位测量技术，现逐一进行说明：

1.机械探尺测量法，机械探尺在不同料面位置对料面高度进行直接接触式测量。通常采用2-3个机械探尺，进行不同位置的料面高度检测，只能获得2-3个点的料面高度，不能反映整个料面形状。所需测量时间较长，不能连续测量，且布料过程中不能测量。

2.间接料面判断法，高炉炉长在料面未知的情况下，普遍采用的料面形状估计的方法。通过十字测温热电偶监测煤气流温度分布，间接地推测出料面大致分布情况。这种方法只能定性的判断料面的分布，不能得出料面形状。

3.高炉视频监测系统，在高温下由炉内摄像头摄像，用人眼直接观察显示终端上获得的数字图像。这种方法在光线较暗或料位很低的情况下，看不见炉内料面的情况。特别在布料过程中，图像全黑，完全不能判断料面形状。

4.红外成像技术，这种技术与间接料面判断法相似，都是通过温度来判断料面的分布情况。该技术对料面表面的红外图像进行处理，能够检测出高炉内料面的温度分布，并用彩色图像区分出来，以测定原料的分布均匀性。同样，该技术只能定性判断料面的分布情况，不能获得料面形状，并且容易受到高炉内粉尘以及高温气流的干扰，不宜用于短时实时监测。

5.激光扫描测量法，激光检测法是非接触式测量技术。利用炉顶安装的激光扫描装置对料面进行扫描，利用扫描到的数据点进行三维重建。这种方法极易受到粉尘、水雾等恶劣条件的干扰，在开炉时有很好的检测效果，但在高炉正常冶炼过程中，高温多粉尘的炉内条件限制了激光的检测。

6.微波雷达料位测量技术。采用微波雷达技术，可以在完全黑暗的情况下，准确描述出料面各点的高度，进而得出料面形状。在正常的生产阶段，可以直接测量数据，能够很好地克服高炉内部各种不利因素的影响。该系统可以测量100米的有效距离，因此可以全程跟踪料面的下降过程，保证安全生产，但该技术的缺陷在于设备成本极高，且不易维护。

公开号1844409，公开日2006年10月11日的中国专利：基于红外图像的温度场与料面分布检测方法及监测系统，其特点是：利用红外图像和高炉状态信息，建立高炉温度场模型与料面分布模型系统。它可以在线反映高炉煤气流变化趋势和料面分布变化，利用专家经验对信息进行融合，并以机械探尺测量的数据修正料面形状。

但在现实应用中，由于其拟合出的料面精度不够，无法在线实时测量。

公开号101256069，公开日2008年09月03日的中国专利：以激光测距技术量测高炉料面外形及料流轨迹的方法，其特点是利用高炉料面上方的激光扫描仪以激光扫描手段获得高炉内部料面的点信息，再由电脑重建三维模型。在静态无粉尘情形下可以取得较好效果。

但是该专利仍然没有解决高炉正常运行时，高温多粉尘的恶劣条件对激光测量影响的问题，不适合高炉运行时的实时监测。

公开号101598589，公开日2009年12月09日的中国专利：一种巡回测量高炉料面的装置，其特点是：雷达探尺安装在可沿固定架上某点旋转的斜杆上，利用机械装置的移动旋转等使雷达能够测量高炉料面的各点。

该专利虽然有利用一台雷达测量出高炉径向的料面形状和下降速度的优点，但是需要一套额外的机械移动装置，而现实中在高炉炉顶上现场的机械维护很困难且危险系数大，不利于长久监测。

公开号101334475，公开日2008年12月31日的中国专利：利用雷达数据融合估计目标仰角的方法，其特点是：利用2台雷达的数据进行融合测量目标仰角。

该专利虽然采用了对同构数据进行融合的方法，但未利用异构数据的有用信息，且无法应用高炉设备领域。

公开号101020933，公开日2007年08月22日的中国专利：高炉料面形状动态立体监测系统及检测方法，是申请者在对比了多种专利方法后，提出的一种新的检测方法，其特点是：在高炉顶部安装多台雷达对高炉料面形状进行检测，将以渐开线分布的雷达测量出的料面高度数据为基准，再以相应的算法拟合动态的料面曲线，可以拟合出较好的动态料面形状。该方法研究了利用多雷达进行高炉料面形状检测方法，系统以多个雷达换算的高度数据为准，以机械探尺所测得的高度数据为参考。

该专利和上述专利一样，仅采用单一的高炉料面高度作为料面形成的关键数据，未考虑异构数据所包含的料面信息，料面信息不够全面，拟合出的料面不够精确，存在局部信息浪费问题。

美国专利号：US 4322627《Apparatus For Monitoring The Surface Of TheCharge Of A Shaft Furnace》的美国发明专利。在炉顶安装有一定倾斜角度的遥测光学辐射激光发射器，对应的安装一台激光接收器，利用激光对料面扫描进而绘制出料面三维图像。

该专利虽然绘制出料面三维图像，但是它只利用了激光测量单一方法绘制料面，而现有的各种高炉的炉内环境和状态极为复杂，并不能得到很好的料面形状。

综上所述，现有的各种对高炉炉内的料面测量方法，或是精度不够，或是不能应对粉尘环境，或是需要额外辅助设备导致成本、高维护困难，或是无法应对炉内复杂环境和状态，故难以对高炉料面的成像做出精确有效的判断，导致生产效率和产品质量的下降。

发明内容

为了解决现有技术下的对高炉炉内布料料面情况的探测，给高炉调节布料方式、控制高炉煤气分布、判断炉况工作中提供直观有效的信息，需要一种能够实时准确地获得高炉内三维料面形状信息的系统，才能保证进行准确地操作调整，对高炉炼铁生产效益的提高有着十分重要的意义，本发明为了解决上述问题，提供了一种基于多源异构数据融合的高炉料面成像系统，其具体方法如下所述：

一种基于多源异构数据融合的高炉料面成像系统，包括高炉，其特征在于：

所述高炉内设置有输入设备，该输入设备与炉外的数据融合系统相连接，数据融合系统再将其计算结果反应至可视化的三维显示系统。

根据本发明的一种基于多源异构数据融合的高炉料面成像系统，其特征在于，所述的输入设备包括高炉雷达、机械探尺和十字测温热电偶，其具体为，高炉雷达设置安装在以高炉炉中心为原点的向东、南、西和北的四个方向的辐射线上，机械探尺则安装在高炉雷达的附近的以高炉中心为原点的圆周线上，而十字测温电热偶则安装位于高炉炉内上方的以高炉炉中心为原点的向东北、东南、西南和西北的十字测温横梁上。

其中高炉雷达和机械探尺的任务是获取料面信息。十字测温热电偶的任务是获得料面上方的温度信息。数据融合和三维成像系统则根据高炉雷达和机械探尺传来的料面高度数据进行分析，并将十字测温和炉身热电偶传来的温度数据，高炉雷达和机械探尺的高度数据，一起进行数据融合，最终形成准确的三维料面形状。

根据本发明的一种基于多源异构数据融合的高炉料面成像系统，其特征在于，所述的高炉雷达数量为6～10个，机械探尺数量为2～3个，十字测温热电偶数量为15～18个。

高炉雷达安装时应注意除了须在以高炉炉中心为原点的向东、南、西和北的四个方向的辐射线上以外还应注意安装位置应选取十字测温热电偶之间的空场地的上端垂直安装，需要避开不便于安装的位置，如安装孔，点火孔和人孔，另外也应注意按布料关键点的位置，选布料堆角附近，布料平台的拐点位置等处布置高炉雷达。

机械探尺对料面的测量为接触式测量，其测量为非连续测量，可靠性较高。高炉一般有2～3个机械探尺的高度模拟输出值，选取其正确有效的测量结果，作为料面成像数据的一部分，做高炉雷达数据融合的补充。

十字测温热电偶的测温结果作为数据输入的一部分。一般包括高炉十字测温热电偶的多个温度模拟值，为了数据融合方便，对十字测温的间隔采用常用的等间隔布置测温点的常规方案参与料型的数据融合。

根据本发明的一种基于多源异构数据融合的高炉料面成像系统，其特征在于，所述的炉外的输入设备还包括数据采集单元、数据传输设备和系统数据库，其具体为，数据采集单元将输入设备收集的高炉内的高炉雷达的料面高度数据、机械探尺的高度数据和十字测温热电偶的温度数据融合后将该数据模拟值经A/D转换后，通过数据传输设备送入包含机械探尺高度数据、高炉雷达高度数据、十字测温热电偶温度数据、以及炉身热电偶温度数据的系统数据库中，然后通过与炉外的数据融合系统进行比较和数据融合后送入后续的三维显示系统。

根据本发明的一种基于多源异构数据融合的高炉料面成像系统，其特征在于，所述的三维显示系统包括高炉三维温度成像模块、料面高度三维成像模块和多源数据融合模块。

根据本发明的一种基于多源异构数据融合的高炉料面成像系统，其特征在于，所述的高炉三维温度成像模块，其具体为，根据十字测温热电偶测得温度对应的数值，在高炉的圆坐标系上，沿半径方向是四条交叉的十字测温上的连续温度点，构建连续曲线。每一根交叉线上面有4个点，该圆环上4个测温点组成一个等半径封闭圆环，其轴向高度可以不同。一条交叉线上有4个测温点，就形成4个圆环，四圆环沿圆周方向的四根交叉线为样条插值曲线，配合每个圆环和相邻圆环之间通过最小二乘法等插值法进行的样条曲面拟合，形成连续光滑曲面，显示出具有温度特征的三维曲面图像。

根据本发明的一种基于多源异构数据融合的高炉料面成像系统，其特征在于，所述的料面高度三维成像模块，其具体为，将所有高炉雷达和机械探尺测量数据沿半径的圆周方向移到沿半径方向的一个剖面上，在剖面上把所有点都沿圆柱的中心轴旋转到该剖面上，多个点连成一个连续曲线，其曲率的大小由料面形状修正因子修正。该曲线沿中心轴旋转形成一个连续光滑曲面，在高炉的三维显示系统显示，获得三维高度曲面。

根据本发明的一种基于多源异构数据融合的高炉料面成像系统，其特征在于，所述的多源数据融合模块，其特征在于，引入尺度压缩比例因子，将三维温度曲面和三维高度曲面，按神经网络法或者等比例压缩法等算法，按尺度比例对温度数据进行压缩或者放大，坐标系由温度坐标系转换到高度坐标系，标称单位由温度转化到距离。将把温度点的温度数值按比例因子对应到高度数值上。温度点为17个点，高度点为9个点，则在三维温度曲面的坐标系中，把四根交叉曲线沿圆周中心轴顺时针旋转45度，构成17个由温度转换来的高度值，同样的，这17个高度值也由按尺度压缩比例因子推算得出，此时，由温度坐标系转换到融合后的高度坐标系。

通过上述的基于多源异构数据融合的高炉料面成像系统，其炉况判断由操作工人在软件中选定是开炉状态还是正常工作状态。状态选择的特征在于：在正常和开炉状态下分别选取是否进入融合模块。因为开炉状态十字测温热电偶不能反应煤气流信息，进而不能反应料型信息，所以开炉状态时不考虑十字测温热电偶信息，只考虑高炉雷达的料面成像。

高炉料面成像的特征还在于：首先是高炉雷达和机械探尺的三维高度成像，判断是否进入正常生产状态，如果是，则进入多源数据融合模块。否则各自独立在显示器上显示温度和料面的三维信息。

在正常生产时，高炉雷达和机械探尺的三维高度成像模块，十字测温三维温度成像模块，这两个模块数据融合，对图像的局部起数据细化和补充作用。

料面显示三维图像在经过对数据的多次采样，即形成连续的料面下降效果，结合下料时间，停料时间等高炉下料控制系统的信息，进而推算出在一个下料周期内，所形成的料层的形状和厚度，并推算出各料层的下料速度，以及料层之间的矿/焦比等。最后，系统将长时间累计下来的数据进行日志分析，料面的剖面及剖面线分析等，并提供报警和切除故障雷达的辅助功能。

本发明的一种基于多源异构数据融合的高炉料面成像系统的特点在于：

1.对高炉雷达的安装位置的选择。事先考虑到和十字测温的配合，一般选择在与十字测温同一半径的位置，便于高度和温度的比例转换，同时雷达也考虑到不与十字测温和其他不变安装的炉顶位置发生冲突。

2.引入两个评价和转化因子。料面形状修正因子和高度与温度转换用的尺度压缩比例因子，其中料面形状修正因子构成了高炉料型修正模块，它是基于布料经验，布料矩阵，高炉尺寸，炉身温度等参数的综合影响，对连续料面曲率的修正。尺度压缩比例因子是把温度数值转化为高度数值时的尺度压缩比例，标称单位由度转化到米。

3.使用多源异构数据拟合高炉料面形状。将雷达、机械探尺的高度信息，十字测温热电偶数据，一起进行多源异构数据融合，在无法获得料面每一个点的前提条件下，利用有限的雷达测量数据，配合十字测温的数据，以及布料的长期经验，达到贴近真实料面的效果。

使用本发明的一种基于多源异构数据融合的高炉料面成像系统获得如下有益效果：

1.本发明的基于多源异构数据融合的高炉料面成像系统综合考虑了机械探尺、高炉雷达、十字测温热电偶方面的因素，合理优化布置高炉雷达的安装位置，并进行了多源异构数据的融合，获取信息准确可靠。

2.本发明的基于多源异构数据融合的高炉料面成像系统具有料面信息准确，成本低，有针对性的优点。

3.本发明的基于多源异构数据融合的高炉料面成像系统能够实时准确地获得高炉内三维料面形状信息的系统，进而保证了能够进行准确地操作调整。

4.本发明的基于多源异构数据融合的高炉料面成像系统也可以被用于其他料面检测的场合，具有广泛的应用范围。

附图说明

图1为本发明的一种基于多源异构数据融合的高炉料面成像系统的设备框图；

图2为本发明的一种基于多源异构数据融合的高炉料面成像系统的数据融合系统的数据融合流程图；

图3为本发明的一种基于多源异构数据融合的高炉料面成像系统的输入设备的高炉炉内具体安装示意图；

图4为本发明的一种基于多源异构数据融合的高炉料面成像系统的高炉三维温度成像模块的具体效果示意图；

图5为本发明的一种基于多源异构数据融合的高炉料面成像系统的料面高度三维成像模块的具体效果示意图；

图6为本发明的一种基于多源异构数据融合的高炉料面成像系统的多源数据融合模块的具体效果示意图。

图中：1-高炉，2-高炉雷达，3-机械探尺，4-十字测温热电偶，5-十字测温横梁，A-输入设备，A1-数据采集单元，A2-数据传输设备，A3-系统数据库，B-数据融合系统，C-三维显示系统，C1-高炉三维温度成像模块，C2-料面高度三维成像模块，C3-多源数据融合模块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的一种基于多源异构数据融合的高炉料面成像系统做进一步的描述。

实施例

如图1所示，本发明的基于多源异构数据融合的高炉料面成像系统系统主要包括：输入设备A、数据融合系统(B)和三维显示系统(C)。输入设备采用不同类型的多传感器，如高炉雷达2、机械探尺3和十字测温热电偶4进行综合信息测量与信息融合。其中，高炉雷达和机械探尺为测距传感器或者高度传感器，而十字测温热电偶为测温传感器，它们共同直接或者间接地反映了料面形状。

图2是融合过程流程图的实例，选定是开炉状态还是正常工作状态。如果是正常生产状态，进入数据融合系统。否则各自独立在显示器上显示温度和料面的三维信息。

图3是输入设备的高炉炉内具体安装示意图，均匀地高炉雷达2、机械探尺3和十字测温热电偶4的实例，本实施例中采用了6个高炉雷达，3个机械探尺和17个十字测温热电偶(图3中较大的实心圆为高炉雷达，较小的实心圆为十字测温热电偶，实心方块为机械探尺)。按照说明书中的安装特征，机械探尺和十字测温热电偶的实际安装位置，为避开十字测温，形成了在圆周方向上，雷达与十字测温点，半径相同，含有一个在相邻十字测温梁之间30-60夹角的空白区域的伞形面上安装高炉雷达。

另外，根据图3实施例中的高炉雷达2所需个数是6个的实施例，确定有效高炉雷达数量的依据是：根据料面料型基本对称，以及存在操作平台的布料特征，选取平台的堆角关键位置的平台过渡点，一般选择过渡位置的左右两个点。在靠近炉心的位置布置1-2个雷达高度测点，其他在两个相邻的十字测温的等半径的圆周中间位置再选两个高度测点，故实施例中，共选择了6个雷达测点，可满足描述料面的情况的需要。

高炉雷达的位置在安装时应尽可能统一考虑布料关键点和测温点的双重影响，如炉料堆角位置和十字测温的圆环位置。另外，可依据高炉炉顶的状态，增减雷达的数量。

图4是高炉三维温度成像模块C1的具体效果示意图，由17个温度点构成两条交叉曲线，再经过样条曲线插值法，构成温度三维样条曲面。

图5是料面高度三维成像模块C2的具体效果示意图，将6个雷达和3个探尺的9个高度点，沿Z轴旋转扫描，即构成一个料面高度的三维样条曲面。

图6是多源数据融合模块C3的具体效果示意图，作为一个操作实例。首先，由操作工人判断是正常炉况还是开炉或不正常炉况，系统会根据炉长的判断选择不同的方案。然后，根据所选择的方案，系统进行料面成像：首先在正常炉况下，引入尺度比例压缩因子，将17个温度点按比例因子转化到17个高度点，其中6个高炉雷达和3个机械探尺组成的9个高度点，即认为9个点是作为参考指标值，它可以认为是近似真实的，另外8个点是插值修正估计来的，总共获得17个高度值，即构成融合后的料面高度的三维融合后的高度的样条曲面，它反映了料面的形状，同时经过数据融合，料面的信息大大增加。

在正常生产情况下，由于十字测温热电偶4可以很好地反映炉内料面情况，则可以充分利用温度信息，将温度信息与高度信息进行融合，在拟合料面时再将布料经验，布料矩阵，高炉尺寸，布高炉温度等关键参数与高度信息进行融合，最终实现机械探尺、高炉雷达、十字测温热电偶数据的融合。而在开炉或炉况不正常的情况下，就只能利用雷达和机械探尺的高度值进行料面成像。

成像显示终端运用VC++、OPENGL等技术在显示终端上显现直观的3D料面图像，料面由不同的彩色图案和亮度等区分。对料面的分析，系统将长时间累计下来的数据进行日志分析，如图5及图6，根据料面的剖面及剖面线等，结合高炉的下料及控制信息，分析高炉运行情况，并作出判断和预测，提供报警和切除故障高炉雷达的辅助功能。

尽管以上结合实例和具体实施方案对本发明做了详细说明，但对于本领域技术人员来说，显然可以在组合形式和特征替代方面对上述实施例和具体实施方案做出各种改进和变化。例如，雷达的数量和位置，热电偶的检测内容，位置等可以有较大数量和形式的变化，具有其它形状或结构。机械探尺个数和位置角度的变化，本领域技术人员将会意识到，上述的各技术特征可以按照不同于在此所述方式的方式加以组合，或者其本身就能成为保护主题。

本发明综合考虑了机械探尺、高炉雷达、十字测温热电偶方面的因素，合理优化布置高炉雷达的安装位置，并进行了多源异构数据的融合。具有料面信息准确，成本低，有针对性的优点。能够实时准确地获得高炉内三维料面形状信息的系统，进而保证了能够进行准确地操作调整，适用于高炉内的料面进行检测、成像的检测领域。

Claims (8)

1.一种基于多源异构数据融合的高炉料面成像系统，包括高炉(1)，其特征在于：

所述高炉(1)内设置有输入设备(A)，该输入设备与炉外的数据融合系统(B)相连接，数据融合系统再将其计算结果反应至可视化的三维显示系统(C)。

2.如权利要求1所述的一种基于多源异构数据融合的高炉料面成像系统，其特征在于，所述的输入设备(A)包括高炉雷达(2)、机械探尺(3)和十字测温热电偶(4)，其具体为，高炉雷达设置安装在以高炉炉中心为原点的向东、南、西和北的四个方向的辐射线上，机械探尺则安装在高炉雷达的附近的以高炉中心为原点的圆周线上，而十字测温电热偶则安装位于高炉炉内上方的以高炉炉中心为原点的向东北、东南、西南和西北的十字测温横梁(5)上。

3.如权利要求2所述的一种基于多源异构数据融合的高炉料面成像系统，其特征在于，所述的高炉雷达(2)数量为6～10个，机械探尺(3)数量为2～3个，十字测温热电偶(4)数量为15～18个。

4.如权利要求1所述的一种基于多源异构数据融合的高炉料面成像系统，其特征在于，所述的炉外的输入设备(A)还包括数据采集单元(A1)、数据传输设备(A2)和系统数据库(A3)，其具体为，数据采集单元将输入设备收集的高炉(1)内的高炉雷达(2)的料面高度数据、机械探尺(3)的高度数据和十字测温热电偶(4)的温度数据融合后将该数据模拟值经A/D转换后，通过数据传输设备送入包含机械探尺高度数据、高炉雷达高度数据、十字测温热电偶温度数据、以及炉身热电偶温度数据的系统数据库中，然后通过与炉外的数据融合系统(B)进行比较和数据融合后送入后续的三维显示系统(C)。

5.如权利要求1所述的一种基于多源异构数据融合的高炉料面成像系统，其特征在于，所述的三维显示系统(C)包括高炉三维温度成像模块(C1)、料面高度三维成像模块(C2)和多源数据融合模块(C3)。

6.如权利要求5所述的一种基于多源异构数据融合的高炉料面成像系统，其特征在于，所述的高炉三维温度成像模块(C1)，其具体为，根据十字测温热电偶(4)测得温度对应的数值，在高炉的圆坐标系上，沿半径方向是四条交叉的十字测温上的连续温度点，构建连续曲线。每一根交叉线上面有4个点，该圆环上4个测温点组成一个等半径封闭圆环，其轴向高度可以不同。一条交叉线上有4个测温点，就形成4个圆环，四圆环沿圆周方向的四根交叉线为样条插值曲线，配合每个圆环和相邻圆环之间通过最小二乘法等插值法进行的样条曲面拟合，形成连续光滑曲面，显示出具有温度特征的三维曲面图像。

7.如权利要求5所述的一种基于多源异构数据融合的高炉料面成像系统，其特征在于，所述的料面高度三维成像模块(C2)，其具体为，将所有高炉雷达(2)和机械探尺(3)测量数据沿半径的圆周方向移到沿半径方向的一个剖面上，在剖面上把所有点都沿圆柱的中心轴旋转到该剖面上，多个点连成一个连续曲线，其曲率的大小由料面形状修正因子修正。该曲线沿中心轴旋转形成一个连续光滑曲面，在高炉的三维显示系统显示，获得三维高度曲面。

8.如权利要求5所述的一种基于多源异构数据融合的高炉料面成像系统，其特征在于，所述的多源数据融合模块(C3)，其特征在于，引入尺度压缩比例因子，将三维温度曲面和三维高度曲面，按神经网络法或者等比例压缩法等算法，按尺度比例对温度数据进行压缩或者放大，坐标系由温度坐标系转换到高度坐标系，标称单位由温度转化到距离。将把温度点的温度数值按比例因子对应到高度数值上。温度点为17个点，高度点为9个点，则在三维温度曲面的坐标系中，把四根交叉曲线沿圆周中心轴顺时针旋转45度，构成17个由温度转换来的高度值，同样的，这17个高度值也由按尺度压缩比例因子推算得出，此时，由温度坐标系转换到融合后的高度坐标系。

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