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遥感影像的实时性在某方面来说更有利于我们检测自然灾害,但受设备等条件的影响,单帧遥感影像的分辨率往往会降低,图像超分辨率重建技术可以大大提高遥感影像分辨率。本文主要研究了遥感图像超分辨率重建算法,利用分形理论中的局部分维思想对训练样本中的图像块进行分类,分别利用一阶、二阶特征提取模版提取特征,使训练样本更加细化;优化K-SVD字典学习方法并利用OMP算法不重复的进行原子的稀疏编码,使得迭代过程的误差更小,得到的字典信息量更为丰富。将其两点结合,利用PCA降维,使得整体算法的计算量大大减少。仿真结果表明:本文算法在客观评价标准PSNR和SSIM上的数值相较于未优化之前均有所提高,图像的重建品质有了改善。