本发明涉及图像重建技术领域，具体涉及基于层次特征融合的矿井图像超分辨率重建方法及系统，该重建方法通过将低分辨率图像ILR输入已训练的重建网络模型对矿井图像进行超分辨率重建，得到重建后的高分辨率矿井图像ISR，按照图像特征的处理顺序，重建网络模型分为三部分：浅层特征提取模块、深层特征提取模块以及特征重建模块。相较于传统方法，本技术方案摒弃常用的重复堆叠基本模块以搭建网络框架的方式，减少如注意力模块ESA这类基本模块的使用数量并引用多层次特征融合模块，可以在保持网络轻量化特点的同时更好地利用层次特征，充分学习图像的特征信息，此外，模型的参数量大幅减少，推理速度得到提升，更好地应用于矿井生产作业。