Дистанционные методы изучения земной поверхности — это исследование поверхности Земли, при котором прибор для регистрации информации удален от изучаемого объекта и исследование осуществляется без непосредственного контакта с ним. Расстояния между прибором и изучаемым объектом могут изменяться от сотен метров до тысяч километров.
Приемники информации (фотографические аппараты, телевизионные камеры и др.) устанавливаются на самолетах, искусственных спутниках Земли (ИСЗ) и других летательных аппаратах. Информация об объектах изучения передается приемнику информации с помощью светового, инфракрасного, ультрафиолетового, радиотеплового и других видов излучения. В дистанционных методах используется собственное и отраженное объектами излучение.
Дистанционные методы исследования принято подразделять на аэро и космические. Основным источником информации при использовании аэро и космических методов, в настоящее время является изображение, получаемое с самолетов или космических летательных аппаратов.
При выполнении тех или иных исследований, в зависимости от их целей и задач, используют снимки разных видов и масштабов, оригинальные и преобразованные, черно-белые и цветные. В зависимости от используемых длин электромагнитных волн снимки подразделяются на фотографические, тепловые, радиолокационные, а также монозональные и многозональные. По геометрическим свойствам выделяют плановые и перспективные снимки. Они могут быть на фотоматериалах или в цифровом виде на магнитных носителях.
Классификацию электромагнитных волн по их длине или частотам называют спектром электромагнитных волн. Волны различной длины в спектре электромагнитных волн занимают определенные участки
В дистанционных методах используемые электромагнитные колебания относятся к участкам оптических (менее 1 мм) и ультракоротких (более 1 мм) радиоволн. Оба эти участка, в свою очередь, делят на более узкие диапазоны, поддиапазоны, области и зоны. Участок оптических волн (0,001— 1000 мкм) включает ультрафиолетовый (менее 0,4 мкм), видимый (0,4—0,8 мкм) и инфракрасный (0,8—1000 мкм) диапазоны. Видимый диапазон, в пределах которого глаз человека может различать цветовые оттенки, принято подразделять на зоны (в нм): фиолетовая — 390—450, синяя — 450—480, голубая— 480—510, зеленая — 510—550, желто-зеленая — 550—575, желтая — 575—585, оранжевая — 585—620 и красная — 620— 800.

Диапазон инфракрасного излучения (ИК) подразделяют на поддиапазоны ближнего (менее 1,5 мкм), среднего (1,5-— 3 мкм) и дальнего (более 3 мкм) инфракрасного излучения. В ближнем и среднем поддиапазонах преобладает отраженное солнечное излучение, а в дальнем, который называют тепловым,— собственное излучение Земли.
Аэрокосмические методы являются важным и эффективным средством для решения многочисленных практических и научных задач, имеющих большое народнохозяйственное значение. Можно без особого преувеличения констатировать, что в настоящее время трудно назвать области, связанные с изучением и освоением природных ресурсов Земли, которые не привлекали бы для своих целей материалы аэрокосмических съемок. С их помощью можно решать следующие задачи:
изучать процессы и явления в атмосфере (распределение и динамику облачных образований, возникновение и направление движения мощных циклонов, загрязнений атмосферы, гидросферы и др.);

исследовать с целью рационального использования природных ресурсов Земли, определять запасы пресной воды и производить поиски полезных ископаемых;

создавать географические карты разных масштабов и содержания, производить топографические съемки и осуществлять обновление топографических карт;

исследовать и рационально использовать лесные богатства страны, осуществлять мероприятия по улучшению качества лесов и повышению их производительности и охранять их от пожаров и вредителей леса;

осуществлять мероприятия по мелиорации земель, проведению противоэрозионных мероприятий, землеустройству, а также планированию и застройке сельских населенных мест;

производить транспортные и гидротехнические изыскания для строительства дорог, гидроузлов и других инженерных сооружений;

выполнять географические исследования с целью разработки научных основ природопользования, охраны окружающей среды, развития производительных сил и планомерного размещения производства и др.

В аэрокосмических методах для получения снимков используют различные съемочные системы, которые представляют собой группу сложных регистрирующих приборов многократного действия и отличаются друг от друга принципом работы, соответствующими приемниками излучения, используемыми диапазонами длин волн и др. В первом приближении эти системы подразделяются на кадровые, которые обеспечивают одномоментное получение полного кадра снимка; последовательно формирующие снимок из узких полос или строк; образующие снимок из ряда отдельных элементов. Любая из современных съемочных систем должна обеспечивать получение таких снимков, которые обеспечивали бы возможность выполнения по снимкам геометрических или фотометрических (радиометрических) измерений, необходимых для решения тех или иных задач. Наиболее распространенными системами являются фотографические и телевизионные камеры, локаторы бокового обзора и сканеры.

Универсальным способом регистрации излучения является фотографическая регистрация, которая представляет собой двумерную запись распределения интенсивностей отраженного излучения в пределах зоны спектральной чувствительности используемого фотоматериала. Обычно фотосъемка выполняется в интервале спектра от 400 до 900 нм, но в отдельных случаях до 1100 нм и даже более. При аэрокосмических съемках преимущественно используют кадровые фотокамеры.
В аэрофотоаппаратах, используемых в СССР, наиболее часто размер кадра составляет 18×18 см, а иногда и 30X30см. Наиболее распространенные фокусные расстояния в аэрофотоаппаратах 70, 100, 200 мм.
Для фотографирования из космоса используют модификации аэрофотоаппаратов, которые подразделяют на автоматизированные фотоаппараты, которые устанавливают на пилотируемых космических кораблях, и полные автоматы, используемые для съемок с беспилотных космических кораблей. Отснятая пленка либо возвращается на Землю, либо обрабатывается на борту станции, полученное фотоизображение преобразовывается в электрические сигналы, передаваемые на Землю по радиоканалу.
Телевизионная съемка в основном использует видимую область спектра, а также ближнюю часть зоны ИК (поддиапазон менее 1,5 мкм). Особенность этой съемки состоит в том, что изображение земной поверхности проектируется не на фотографический слой, а на приемное устройство — видикон. С видикона электрические сигналы по радиоканалу передаются на Землю или записываются на магнитную ленту, а затем передаются на Землю. В наземном пункте радиосигналы принимаются, усиливаются и с помощью электроннолучевой трубки, фототелеграфного устройства или других приборов воспроизводится изображение. Сигналы параллельно записываются на магнитную ленту.
Для цветной съемки используют телевизионные камеры, состоящие обычно из трех передающих каналов, каждый из которых предназначен для получения изображений в различных спектральных зонах.
Локаторы бокового обзора представляют собой системы, позволяющие получать «строчные» снимки. При боковом обзоре зондирующие волны излучаются и принимаются в плоскости, перпендикулярной к траектории носителя. Сущность работы этого устройства заключается в следующем. Генератор вырабатывает радиолокационные импульсы (сигналы), которые излучаются передатчиком. Так как объекты местности находятся на разных расстояниях от носителя, отраженные радиосигналы поступают в приемник устройства в разное время.

Получение радиолокационных снимков определяется возможностью определения расстояния между радиолокатором и объектом путем измерения времени распространения зондирующего импульса. При последующей развертке отраженного сигнала на экране электроннолучевой трубки возникает изображение элементарной строки (полосы) снимка, которое формируется бегущим световым пятном. Чем больше расстояние до объекта, тем дальше по строке электроннолучевой трубки изображается объект. Вдоль кадра изображение строится в результате поступательного перемещения носителя, во время которого последовательно облучаются полосы местности.

Важным преимуществом радиолокационной съемки является ее всепогодность. Это значит, что радиолокационные снимки можно получать независимо от облачного покрова и в любое время суток. К числу недостатков следует отнести пониженные геометрические и изобразительные свойства радиолокационных снимков, а также высокое энергопотребление и значительная масса аппаратуры.

В настоящее время сканерная съемка является основным видом космической съемки. С помощью сканеров формируются снимки, состоящие из множества отдельных, последовательно получаемых элементов изображения.

Основным элементом оптико-механического сканирующего устройства является качающееся зеркало, которое поэлементно просматривая местность перпендикулярно к направлению движения носителя, посылает поток энергии в объектив и далее на точечный фотоприемник, который преобразует его в электрический сигнал, передаваемый далее с носителя наземной аппаратуре по каналу связи (см рис.).

(Функциональная схема сканирующей аппаратуры)
Изображение местности при сканерной съемке получают в виде непрерывной ленты, которая состоит из полос (сканов). Метод сканирования используется для получения изображения во всех спектральных диапазонах, но особенно он эффективен в видимом и ИК диапазонах.
Важной характеристикой сканера является угол сканирования (обзора) и мгновенный (элементарный) угол зрения, определяющий ширину снимаемой полосы и линейное разрешение на местности. Эти углы у разных сканеров различны по величине. Однако угол сканирования и мгновенный угол зрения, т. е. охват съемкой и разрешение на местности, величины взаимосвязанные. При этом следует иметь в виду, что, чем выше разрешающая способность сканера и значительнее охват съемкой, тем значительнее объем информации, который передается по каналам связи в единицу времени.

Сканерный снимок по своим геометрическим свойствам уступает кадровому. Вместе с тем сканерная съемка обладает широкими возможностями использования узких съемочных зон с целью получения изображения во всех спектральных диапазонах. Наконец, эта съемка обеспечивает быструю передачу сигналов сканера и относительную простоту представления снимка в цифровом виде, который удобен для машинной обработки информации.