图像密度信息的形成及地质应用
CCT磁带记录的每一个亮度值，是遥感传感器接收地面各像元范围地物的辐射亮度。MSS4，5.6.7与TM1.2.3.4.5.7各通道，主要记录了地物反射太阳辐射的亮度，而热红外波段（MSS8与TM6）记录了地物自身的热辐射。CCT磁带记录的亮度数值（称为亮度值），MSS4.5.6为0~127，MSS7为0~64；TM为0~255。磁带亮度值越高，由磁带回放成的正底片上相应部位的密度值就越低，像片上显示为浅色调。相反，磁带亮度值低时，正底片密度值高，像片上呈暗色调。
在可见光——近红外波段范围内，每个像元点的磁带亮度值与地面相应范围内地物幅亮度成正比关系。传感器接收的辐亮度可近似地符合下列等式：
L=??????ρ+Lp （1-1）
式中L——地物亮度；
E——太阳对地物总的辐照度； T——成像时大气透过率； ρ——该像元点的综合反射率； Lp——大气路径亮度。
式中E是构成地物亮度的主要因素。E包括太阳的直射光（Es）和天空光（Ep）。其中Es是入射能量的主要来源。
Es =Asinθ （1-2）
式中A——太阳常数；
??
θ——成像时太阳的高度角。
大气透过率主要受气候因素的控制，不同的日期与时间各不相同，计算时必须以成像时气像资料所提供的数据为依据。由于大气的影响使传感器接收地物的能量有所衰减。一般地说，同一时间的大气透过率，红外波段高于可见光波段，衰减较小。大气路径亮度被传感器接收，使地物亮度的反差降低，但其对红外波段的影响相对较小。对于平坦的地面来说，各波段在成像的瞬间，E、T与Lp的数值均应相同，因而各像元点亮度值的不同，主要是反映了地物反射率（ρ）的差异。
在较大范围内分布为同一种地物时，可形成一些具有同样反射率的若干个像元点。各像元点之间包含的地物种类不同，或各种地物所占面积的百分比不相同时，这些像元点之间反射率必然各不相同。根据磁带的亮度值识别地物，有些地物虽然面积很小（几个像元点）仍清晰可辨，而有的地物影像模糊或根本不能分辨。其原因主要不在于该地物亮度值数值的大小，影像能否显示的关键在于该地物亮度值与背景地物亮度值之间数值的差值，差值越大显示越清楚。
对于出露面积较大、披盖物相同的地质体（如某种倾角较缓的沉积岩）来说，在平坦地区应具有较均一的密度信息；但在山区处于不同的地形单位内，它们的影像色调会出现变浅（阳坡）或显著变暗（阴坡）之势。因而，以色调的变化为依据，判断地质体时，必须在同一地形单位进行对比判释，否则易出现误判。实践表明，一种地质体上总会有些小的“异物”（如村庄、梯田、岩脉、水渠…），绝对单一性质的地质体，同时其披盖物亦完全均匀一致的现像，几乎是不存在的。因而一种地质体的影像色调（或磁带亮度值）也不可能绝对的均一。作为识别标志的“色调”只是一个概括的、基本的色调而已。不同类型地质体在影像上能否识别，需视具体情况因地而异。两地质体之间反射率的差值足够大时，影像上即能识别，如华北地区具有红色调的二叠-三叠系碎屑岩与石炭-二叠系煤层（以黑色调为主）之间；与寒武-奥陶系的碳酸盐岩之间；及与第四系黄土之间的密度信息均有显著的区别。当两地质体反射率差异较小时，用目视方法在黑白图像上难以区分，须通过计算机进行图像处理，扩大两者的差异。
出露面较小，只包括几个像元点或小于一个像元点的地质体（如小岩株、蚀变带、岩脉、小的断层等），一般地说，在黑白遥感图像上是不能分辨的。但包括几个像元点的地质体，如果与背景（地质体）亮度值的差值较明显，则可利用计算机放大与增强处理，使之在图像上显示出来。而小于一个像元点的地质体能否以一个像元点为单位显示在处理后的图像上，
对于遥感找矿来说是至关重要的。含有矿产信息（如矿体、蚀变带、含矿岩系等）的像元点A的亮度值与背景地质体像元点B的亮度值的差值，或者说混合像元反射率（ρA）与背景像元反射率（ρB）的差值存在与否的决定因素是矿产信息反射率（ρb）与背景地质体反射率（ρB）差值的大小及矿产信息所占面积（S）的百分比。其函数关系应表示为：
|ρA -ρB |=f(S、ρB、ρb)
实践志则，含矿产信息的像元点的反射率（ρA）与背景地质体像元点反射率（ρB）之差值如能大于5%，则磁带亮度值的差值就可以通过图像增强处理将A像元点显示出来。计算结果表明，以下的条件均可满足ρA -ρB >5%的要求。
当ρA -ρB >10%时，矿产信息占像元点面积需达50%， ρA -ρB >25%时，矿产信息占像元点面积为25%， ρA -ρB >50%时，矿产信息占像元点面积为10%即可。
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