本发明公开了基于多源数据融合的结构全场精细位移识别方法、系统及存储介质，属于结构位移监测技术领域，包括步骤：获取目标结构在图像坐标下的全场图像低频位移的响应；对所述全场图像低频位移的响应进行处理获取所述目标结构的全场预测高阶振型；通过加速度响应提取目标结构的稀疏实测高频位移和高阶振型，对全场预测高阶振型进行校准并重构目标结构的全场物理高频位移；获取全场图像低频位移对应的全场物理低频位移；利用自适应多速率卡尔曼滤波将全场物理低频位移和全场物理高频位移进行异步数据融合，获取目标结构的全场精细位移。实现了基于普通消费级相机和离散布置的加速度计获取结构全场精细位移的有益效果。