本发明涉及一种基于多尺度数字图像的超分辨率孔隙结构模型的构建方法，不同于现有技术直接选用Boolean逻辑运算来进行多尺度数字图像的超分辨率模型的重构，本发明首先对大尺度低分辨率的图像进行区域划分归类，以确定待处理目标区域，并随后基于逻辑一致性准则，将小尺度高分辨率图像中的不同类别区域与大尺度低分辨率图像中的待处理区域进行融合，从而最终完成多尺度数字图像的超分辨率孔隙结构模型的构建。本发明的构建方法能够更加准确、合理且综合全面表征真实多孔介质材料内部结构特征的多尺度数字图像的超分辨率孔隙结构数字模型，其具有较高的精度，构建模型的孔隙体积占比与实验室测量得到的孔隙体积真实占比很接近。