Användningen av fjärranalys och bildbehandling är ett sätt att få information på avstånd om ett objekt och göra en bild av det. Luftsensorer och kameror på flygplan, satelliter och rymdfarkoster samlar in data genom att mäta hur ljusstrålningssignaler – kallad elektromagnetisk strålning – interagerar med jordens yta. Dessa data används av en bildprocessor för att skapa vetenskapliga grafer, geografiska kartor och flygfoton.
När elektromagnetisk strålning eller ljusstrålning träffar ytan på ett föremål kan den reflekteras eller absorberas. Elektromagnetisk strålning kan reflekteras i en vinkel i en spegelreflektion eller spridas i många strålar i en diffus reflektion. Absorberad elektromagnetisk strålning omvandlas till värmeenergi som höjer objektets yttemperatur. Fjärranalysutrustning upptäcker hur den elektromagnetiska strålningen reflekteras eller absorberas och översätter den till data som en bildprocessor omvandlar till en digital bild.
Elektromagnetisk strålning kan detekteras av ljuskänslig film i en kamera eller av elektroniska sensorer. Ljuskänslig film behandlas med en fotoreaktiv lösning som reagerar kemiskt när ljus träffar den för att skapa en bild. Elektroniska sensorer registrerar elektromagnetiska strålningsnivåer och överför dem som data. Data placeras i ett tvådimensionellt, rektangelformat rutnät av tal som kallas ett raster som består av kvadratiska enheter som kallas pixlar eller celler. Varje nummer i en pixel representerar olika ljusstyrka.
Bildprocessorer använder dessa data, kallade rådata, för att korrigera eventuell förvrängning som kan finnas i en bild. Förvrängning kan komma från bildbehandlingsutrustningen eller ett fenomen i omgivningen. Radiometrisk korrigering fixar en ojämn sensorrespons i en bild. Geometrisk korrigering använder information för att korrigera förvrängning i en bild som orsakas av jordens rotation.
Efter att bildbehandlingsprocessorn korrigerat eventuell distorsion som finns bestämmer den signalens spektrala karaktär. Dess spektrala karaktär inkluderar synligt ljus, infrarött ljus, termiskt infrarött och radar. Multispektral fjärranalys är processen att detektera strålningssignaler, bestämma signalens spektrala karaktär, filtrera den till olika ljusvåglängder och skapa en bild som representerar våglängderna.
Objekt har unika spektralsignaturer eller spektralreflektans. Spektrala signaturer används av forskare för att upptäcka torr jord, växtlighet och vattendrag. Bilder skapade av fjärranalys och bildbehandling används för att förutsäga väder och för att göra topografikartor. Områdena för gruvdrift och geologi använder fjärranalys och bildbehandling för att leta efter malmer och olja.