1.电磁波的基本特征
电磁波是在空间传播的交变电磁场，是信息通过电磁辐射以光速从信息源直接穿过自由空间或间接通过反射、散射以及再辐射传递到达传感器的载体，它是能量存在的一种形式，具有下述6个基本特征。
（1）电磁波的传播
电磁波所以能够传递信息是与用来描述电磁波传播的4个基本物理量，波长、强度、传播方向、偏振面密切相关的。在传播过程中，电磁波上述4方面的变换产生了电磁波的反射、折射、吸收、散射、偏振等现象。
（2）电磁波的叠加和相干特性
当振动方向和振动频率均不同的多列电磁波在空间相遇时，相遇点的复合振动等于各列波在该点的矢量和，而在其他位置每一列波仍保持原有的特征（振动方向和频率等保持不变），这就是电磁波的叠加原理。叠加原理适合于大多数常见介质中传播的电磁波。两列波长、振动方向、相位都相同或相位差恒定的电磁波叠加时，某些部位处于振动永远加强，而另一些部位则处于永远减弱或完全抵消的现象，称为电磁波的相干作用。相干作用的结果使影像产生颗粒状或斑点，影响人们对图像的解译。
（3）电磁波的衍射
如果电磁波投射在一个它不能透过的有限大小的障碍物上，将会有一部分波从障碍物的边界外通过，这部分波在超越障碍物时，会改变方向绕过其边缘而达到障碍物后面的阴影区。电磁波通过障碍物边缘所引起的这种使一些辐射量发生方向改变的现象称为电磁波的衍射。在遥感测量中不得不考虑电磁波衍射效应的影响。
（4）电磁波的偏振
电磁波由耦合的电场和磁场组成，在自由空间中，电场强度、磁场强度和传播方向三者之间两两垂直。通常电场强度在各个方向（垂直于传播方向的平面上）是相等的，若其总是固定在某个方向振动，则称电磁波在该方向被极化（偏振）。依电场强度与入射面（通常是地表面）的关系分为水平极化（H）和垂直极化（V），水平极化两者互相垂直，垂直极化两者互相平行。电磁波的极化现象在微波遥感技术中有非常重要的意义，是影响微波图像灰度的一个重要因素。
（5）电磁波的多普勒效应
当一个频率为f的电磁辐射向着或者背着观察者运动时，则观察者从这个源所接收到的辐射将具有另一个频率g。如果这个辐射源向着观察者运动，g＞f；如果背离观察者运动，则g＜f。由观察者和辐射源的相对运动所引起的电磁辐射的频率改变，就叫多普勒效应。
（6）电磁波的波粒二象性
电磁波具有波动性和粒子性两方面的特征，即具有波粒二象性。不同的电磁波，其波动性和粒子性表现的程度不一样，较短波长的电磁波主要表现出粒子性，波长越短，粒子性表现愈明显；而较长波长的电磁波主要表现出波动性。将各种电磁波按其波长的大小，依次排列成图表，构成常说的电磁波谱。电磁波谱中的可见光与近红外区在行星表面的遥感中应用最为广泛，因为太阳在此区域中的照度最大，而且大多数探测器都工作在这一区域。传感器探测表面反射的电磁波并确定它们的波谱强度。通过比较入射波和反射波的辐射及波谱特征量得到表面的反射率由它分析表面的物理和化学性质。表面物质的化学组成和晶体结构对反射率是有影响的，因为其分子和电子的过程决定电磁波与物质的相互作用：表面的物理性质，例如粗糙度、坡度也对反射率有影响，这取决于与辐射源、表面、传感器三者之间相对角度有关的几何因素。
2.可见光和近红外区的遥感光谱通道
电磁波与大气相互作用产生的效应，使得能够穿透地球大气的辐射，局限在某些波长范围内，通常将这些透射率高的电磁辐射波段称为大气窗口。遥感使用的探测波段都在大气窗口之内。根据上述地物在可见光和近红外区的光谱特性，以及探测技术的发展，可见光和近红外区常用和有开发潜力的波段为：可见光区（0.4～0.7μm），近红外区（0.7～0.9μm），0.9～1.3μm，1.5～1.7μm，2.0～2.5μm。
3.遥感图像数据的基本特征
遥感图像记录的是地物的电磁辐射信息，与电磁波的基本特征一样，遥感图像数据具有光谱、空间、时间、多角度、偏振等基本特征。根据遥感传感器探测记录的光谱特征差异识别地物和现象，是遥感应用的基本出发点。光谱特征差异具体到遥感图像就是图像灰度或色彩上的差异。遥感图像光谱特征分析包括遥感传感器的光谱分辨率和辐射分辨率。
光谱分辨率（波谱分辨率）是指遥感传感器所用的波段数目、波段波长以及波段宽度、辐射分辨率（亮度分辨率）是指在一个波段中所记录的代表地物反射电磁波的强度（表现为亮度或灰度）的所有可能的数值。一般的，高的光谱和辐射分辨率能有效地提高遥感识别地物的能力。遥感图像数据的空间特征常用空间分辨率来表示，又称地面分辨率，是指在一幅遥感图像上能够详细区分的最小单元的尺寸或大小。空间分辨率有3种表示形式，即象元（在地表与一个象元大小相当的尺寸，用米表示）、像解率（胶片上1mm间隔内包含的线对数，用线对/mm表示）、视场角（传感器的瞬时视域，用mrad表示）。时间分辨率用来描述感图像数据的时间特征，是指对同一地区遥感影像重复覆盖的频率。遥感图像数据的多角度特征是指同一传感器对同一地物同时从多个角度进行成像，获得地物多个方位的信息。偏振（极化）是指电磁波在一个振荡周期内空间一给定点的电场矢量的方向，主要应用于雷达遥感。上述遥感图像数据的5个基本特征中，光谱特征是基础，是一种地物区别于一种地物的本质特征，是组成地物成分、结构等属性的反映，是遥感的基本出发点，是遥感图像数据中最为重要的信息。