航空或航天遥感时,使用微波全息雷达、合成干涉仪雷达或相干激光雷达等,能够获得高分辨率的三维（立体）图像.三维图像即常说的全息图像.我们知道,普通的照片是二维的,它所记录的只是光波的强度分布图像即振幅信息,而不包括相位信息.既记录振幅又记录相位的摄影称为“全息”摄影,那么在平面像片上是怎样反映全息图像的呢?这里的关键是引入了一束相干的参考光.摄影时,借助参考光确定两束光波的相位差,把来自物体本身的光波记录下来,也把反射的人工施加的参考光记录下来.于是在参考光的“衬托”下获得三维图像.在一般照明条件下从全息图上看不到物体的影像,用一定方向的激光束投射到全息图上,才能显现物体的影像（实像或虚像）.
全息图像是60年代后由于激光的发明而出现的.全息摄影一般分为两步：一是全息记录,即用激光照射被摄物体,使物体的反射光（或透射光）与另一束相干参考光发生干涉,用胶片或其它感光材料记录下两束光的干涉图,经光学处理即形成全息图.全息图记录了物体波前的全部信息——振幅和相位.二是波前重现,即以原来的参考光照明全息图,由于衍射作用,可观察到一幅与原来物体的三维结构完全一样的影像.总之,参考光在全息图像摄取和显现方面起到了主导作用.全息图像可用于遥感测量中的立体观察、图像识别、信息存储等.