三维数字成像系统是一种在获取地面目标多波段光谱反射辐射能量信息的同时，同步地获取与对地定位（X，Y，Z）有关的各种数据与参数，通过同步地简单计算或事后准实时处理，使数字图像中由地面目标多波段光谱能量信息构成的每个像元都含有三维地理坐标值（X，Y，Z）。像元的波谱能量信息、地理坐标信息是在实时与准实时效率下同步完成的，特称这样的遥感器系统为三维数字成像系统。三维是指地理坐标空间的X、Y、Z坐标三维。二维是指仅有地理坐标空间的X、Y两方向的阵列。
    当今，直接获取地面数字高程模型的技术系统已有很多，上述的三维数字成像系统实属罕见。光学三维数字成像系统以中国863计划308主题研制的机载三维成像仪为代表；微波三维数字成像系统中干涉侧视雷达（INSAR）具有此功能。机载三维成像仪的遥感图像对地定位精度已达平面2－3米，高程0.4～1.2米，相当于1：1万比例尺地形图精度；INSAR尚需作出努力以确定其精度、效率等级及波段数。