本发明公开了一种奇偶透镜线阵交替分布的分段平面侦察成像系统和方法。微透镜阵列置于光子集成回路芯片上面，微透镜阵列由传统干涉臂和新型干涉臂沿圆周间隔交替均布构成，每个传统/新型干涉臂均沿圆周的半径径向布置；新型干涉臂由奇数个透镜沿圆周的同一半径径向直线紧密排列构成，中间透镜两侧对称两个透镜配对，中间透镜不配对；成像系统转角度多次成像，每次成像的频率信息重构为频谱矩阵，再融合为最终频谱矩阵，傅里叶逆变换得到目标成像结果。本发明解决了传统干涉臂只能采样到奇数倍基频的频率信息的问题，提高系统的频谱径向采样率，大大提高系统的成像质量，同时几乎不增加硬件成本与制造难度、不减小系统成像的视场。