Dựa vào tính chất phản xạ, thấu xạ và hấp thụ ánh sáng của tất cả các địa vật, các nhà khoa học đã chế tạo các thiết bị kỹ thuật có khả năng “quan sát” địa vật ngay từ trên cao – đó chính là kỹ thuật viễn thám.
Sau khi có được các hình ảnh của các địa vật dưới tư liệu ảnh viễn thám, để có được các thông tin chính xác hơn về mặt đất người ta phải tiến hành giải đón ảnh. Thông thường có hai phương pháp giải đoán: Giải đoán ảnh bằng mắt và giải đoán ảnh thông qua máy tính điện tử. Phương pháp giải đoán ảnh bằng mắt có ưu điểm là đơn giản, dễ thực hiện, nhưng yêu cầu kỹ thuật viên thực hiện phải có nhiều kinh nghiệm thực tế. Tuy nhiên phương pháp này chỉ thích hợp giải đoán cho những trường hợp đơn giản và dễ bị ảnh hưởng bởi ý kiến chủ quan của người giải đoán. Phương pháp giải đoán bằng máy tính điện tử tuy có phức tạp hơn song lại cho kết quả phân tích chính xác và không phụ thuộc vào chủ quan của kỹ thuật viên, ngày nay do các công cụ mạnh là các phần mềm chuyên ngành nên phương pháp này thường được ứng dụng rộng rãi trên thế giới.
Đối với vùng cửa sông và bờ biển, đây là vùng nước rộng lớn, chuyển động của bùn cát và dòng chảy có tính đa nguyên và nhiều hướng. Để có được các số liệu trong nghiên cứu quy hoạch, thiết kế công trình vùng cửa sông, bờ biển thường rất khó khăn, thậm chí không khả thi. Khi áp dụng phương pháp viễn thám, thông tin thu thập tương đối nhanh, phạm vi mở rộng, nội dung phong phú, số liệu có tính cập nhập cao và đồng bộ. Các ứng dụng của viễn thám đối với lĩnh vực này là:
- Đo độ sâu và địa hình dưới nước: Lợi dụng khả năng thấu xạ mạnh của dải sóng MSS – 4 đối với nước, khu vực sâu có màu sẫm hoặc màu đen, khu vực nông màu nhạt, ở vùng biển trong có thể mô tả chính xác địa hình dưới nước, địa mạo, phân bố và dịch chuyển các khối trầm tích ở độ sâu 20m. Do năng lực thấu xạ qua nước chịu ảnh hưởng của các yếu tố như độ cao Mặt Trời, độ đục của nước, hàm lượng sinh vật phù du, độ phẳng của mặt nước, cấu tạo vật chất đáy biển vv. Nên dùng phương pháp viễn thám để đo độ sâu thường cho kết quả có độ chính xác không cao. Tất nhiên, trong một phạm vi sai số cho phép thì đây cũng là một phương pháp tốt.
- Nghiên cứu biến động đường bờ biển: Do khả năng hiệu ứng dải sóng MSS – 7 đối với nước mạnh, phản ánh sự sai khác nhau rõ rệt giữa hình ảnh của nước và hình ảnh của đường bờ, có thể sử dụng loại hình ảnh này để nghiên cứu hình dạng mặt phẳng, phạm vi phân bố của vùng nước. Điều đó cho phép điều tra nghiên cứu mạng lưới song ngòi, các cồn cát cửa sông, bãi bên, lạch sâu. So sánh các ảnh chụp trong các thời điểm khác nhau có cùng các điều kiện hải văn (cùng chu kỳ triều, chế độ sóng, gió,…) ta sẽ có được hình ảnh trực quan về diễn biến đường bờ và các đơn nguyên địa mạo.
- Nghiên cứu chuyển động của bùn cát: Do thực tế về chỉnh trị cửa sông, bờ biển, xây dựng các công trình biển,…đều yêu cầu nghiên cứu trạng thái chuyển động bùn cát dưới các điều kiện của sóng, thủy triều và các dòng chảy. Sử dụng kỹ thuật viễn thám vào các lĩnh vực này là một vấn đề khó, các nhà khoa học trong và ngoài nước đang đi sâu nghiên cứu. Trước mắt, việc nghiên cứu định lượng bùn cát lơ lửng trong một khối nước có hai hướng chủ yếu: Hướng thứ nhất là xây dựng quan hệ số liệu viễn thám từ các thuộc tính, đặc tính quang học hiệu ứng đối với nước của các loại vật chất khác nhau chìm trong nước. Hướng thứ hai là xây dựng tương quan các số liệu viễn thám và các tham số thực đo đồng thời tại hiện trường. Trên cơ sở đó xây dựng các công thức thực nghiệm để tiện sử dụng sau này.
- Ứng dụng nghiên cứu lưu tốc, trạng thái chảy: nồng độ chất lơ lửng lớn hay bé có đặc tính quang phổ khác nhau. Mà nồng độ chất lơ lửng lại có quan hệ chặt chẽ với lưu tốc dòng chảy. Vì vậy có thể thông qua sự phân bố của nồng độ bùn cát lơ lửng để đánh giá lưu tốc và trạng thái chảy. Thông thường, kỹ thuật viễn thám luôn kết hợp với hệ thống thông tin địa lý (GIS) trong lĩnh vực phân tích diễn biến bờ biển, biến động lòng dẫn và điều tra địa mạo nói chung. Hệ thống thông tin địa lý là công cụ nhằm đưa đến người sử dụng các thông tin trực quan được khai thác dựa vào kỹ thuật viễn thám.