利用数字图像处理系统辨别和补偿遥感图像在成像过程中产生的几何误差和辐射误差，恢复图像本来面目的处理过程。数字图像在经历成像和传输的过程中，卫星的姿态变化（横滚、俯仰、偏航）、高度和速度的变化及其前进运动，多谱段扫描仪扫描速度不均匀，检测器采样的延迟误差，谱段间的配准误差以及全景畸变，地球的自转、曲率、地面起伏的影响等，都会引起图像的几何位置发生变化，造成几何畸变；大气的吸收和散射作用，卫星遥感器系统和地面接收系统的性能不稳定，也会使图像产生不均匀、条纹、斑点等缺陷，造成辐射误差。数字图像预处理的任务就是在对数字图像进行识别、分类、解译等处理之前，努力消除这些影响，恢复图像的本来面目。

数字图像的预处理包括几何校正和辐射校正两大部分。前者是将像元反复定位，使其满足预期的几何关系；后者利用遥感器记录的标准数据、图像内部的统计数据或地面观测的数据来改变各像元的亮度值，消除或减弱遥感器和大气层的不良影响。

分为几何粗校正和几何精校正两种。①几何粗校正包括校正多谱段扫描仪扫描线速度不均匀、扫描行的长度不一致、扫描检测器采样延迟等造成的各谱段之间的影像失配或各扫描行之间的错动；校正因地球自转、地球曲率、地面起伏和卫星高度变化、卫星飞行速度变化、卫星前进运动、卫星俯仰横滚和偏航等引起的影像几何变形，以及把影像从斜墨卡托投影改为横轴墨卡托投影等内容。上述处理是根据成像时卫星的飞行参数、遥感器的工作参数和图像的经纬度等进行的，都有严格的数学模型。常见的记录在计算机兼容磁带上的陆地卫星数字图像均已进行了几何粗校正。②几何精校正。是利用地面控制点（GCP）进行的，河流的拐弯处或交叉处、小岛、小水塘、桥梁、机场跑道、铁路、水坝和交叉路口等明显地物均可作为GCP。通过GCP的坐标横拟待校正图像上的相应点，建立待校正的图像空间与地理制图用的空间（如高斯-克吕格投影空间）之间的某种对应关系，然后利用这种对应关系把待校正的图像的全部像元变换到校正空间中去，从而实现几何精校正。通常用重采样法进行几何精校正，校正过程包括像元几何位置的转换和亮度值的确定两个阶段，都在计算机内完成。

影响卫星遥感器接收到的信号质量的主要因素，是地物本身的特性，遥感器的响应特性、大气散射。辐射校正的目的是消除后两者造成的影响。在传感器整个扫描过程中，检测器上的校准楔不断地推算出检测器的偏移与增益，记录在磁带上，为辐射校正提供依据。辐射校正是由专门的程序完成的，美国艾罗斯数据中心（EROS Data Center）提供的陆地卫星MSS图像和CCT影像数据均已利用数字图像处理系统进行了上述辐射校正。