Проанализированы вопросы системного анализа активных систем дистанционного зондирования Земли с привлечением элементов производной спектроскопии. Предложен метод оптимизации дистанционного зондирования Земли с применением основного и производного спектра отраженного и рассеянного сигналов при помощи метода вариационной оптимизации Эйлера. На базе 1-D модели отраженного и рассеянного сигналов получено дифференциальное уравнение, позволяющее вычислить основной спектр измерительного сигнала, при котором итоговый сигнал дистанционного зондирования Земли достигает максимума. Предложена структурная схема оптимальной системы дистанционного зондирования Земли. Проанализированы возможные режимы работы системы дистанционного зондирования Земли с использованием основного и производного спектров.