针对点特征匹配方法中特征的独特性不高, 在弱纹理区域的影像匹配存在不足等问题, 提出了一种尺度、旋转以及亮度稳健的高分辨率影像直线段特征匹配方法。首先, 对待匹配的影像进行边缘检测和拟合, 提取直线段特征; 然后, 将直线段特征分级, 利用特征的方向关系匹配长直线段特征; 最后, 以同名长直线段特征对作为控制基础, 以角度和距离作为量化特征, 构造关系描述符, 实现短直线段特征的匹配。实验结果表明, 由于在同一幅影像中, 每条特征直线段所在直线都有唯一对应的直线方程, 特征的独特性很高, 所以可以很好地避免误匹配, 得到的正确匹配概率为90%以上, 且均方根误差达到了亚像素级。该匹配方法在弱纹理区域比点特征匹配方法具有明显的优势, 能够较好地满足应用需求。