（一）基于ETM数据的图像处理方法
根据对汝箕沟煤火区地物图像波谱特征分析，图像波段比值ETM7/4异常对识别和提取烧变岩和明火信息有利，地物的多波段波形特征ETM5＞ETM7＞ETM1＞ETM3＞ETM2＞ETM4对识别地下煤火有较好的指示作用。设计提取煤火灾害遥感异常的具体图像处理方法如下。
（1）利用煤田边界资料，生成一幅煤田分布掩模图像；
（2）在掩摸条件下，利用光谱角技术提取煤火区地物的分布信息，生成一幅煤田地物分布图像，见图3⁃4⁃1；
图3-4-1 利用光谱角技术提取的煤火区地物分布信息图像
（3）计算煤田分布图像的波段比值ETM7/4，利用比值图像加数倍标准差的方法进行比值异常提取，作为判别烧变岩的遥感信息；
（4）利用模板ETM5＞ETM7＞ETM1＞ETM3＞ETM2＞ETM4，提取ETM图像中的波形异常信息，作为判别地下煤火地物光谱异常信息；
（5）对上述两类遥感信息进行叠加和综合，生成地下煤火灾害遥感信息图。
图3⁃4⁃2是根据上述方法提取的汝箕沟煤火遥感异常信息。其中包括煤火区图像ETM7/4比值异常，分割阈值1.60，3×3均值滤波；煤火区多波段波形异常，波形匹配阈值0.04，3×3均值滤波。
（二）基于ASTER数据的图像处理方法
1.数据处理
用于汝箕沟和乌达煤田煤火探测研究的ASTER数据是属于经过辐射和几何校正的ASTER⁃1B数据。其中汝箕沟煤火区数据图像清晰，信息丰富，无条带和噪声干扰；乌达煤火区图像，有部分云量，覆盖面积小于40%，无云区清晰度很高，无条带和噪声干扰，可满足煤火探测研究使用。
原始ASTER⁃1B数据的投影模式为UTM，Zone 48 North，基准面为North America 1927，需要进行投影转换，转换为GK Zone 18（Pulkova 1942）；然后根据煤火区的地理坐标范围进行图像数据裁剪。由于ASTER数据具有不同的空间分辨率，为便于进行多波段数据组合与处理，对SWIR和TIR数据进行重采样和几何配准，使它们的图像分辨率与VNIR分辨率一致，生成具有统一空间分辨率的煤火区ASTER多波段图像。
2.烧变岩遥感信息提取
图3-4-2 汝箕沟煤火灾害遥感信息提取图像
烧变岩信息是研究煤田过火区的重要指示标志，也是确定地下煤火迁移方向和火灾变化范围的重要依据。以汝箕沟煤火区9号点死火区烧变砂岩、7号点燃烧区烧变岩石的短波红外光谱曲线为目标参量，根据波形相似原理选择光谱角技术对煤火区图像的每个像元进行逐一自动扫描，给定阈值提取与烧变岩短波红外波形相似的图像像元信息，作为烧变岩信息分布图像。在汝箕沟煤火区，选取烧变砂岩的光谱角阈值为0.01，选取燃烧区烧变粗砾砂岩的光谱角阈值为0.005。图3⁃4⁃3是利用短波红外数据提取的烧变岩遥感信息分布图。
（三）煤火灾害信息提取效果分析
在汝箕沟煤火区遥感异常图像上读取波谱异常区的中心坐标，在野外根据GPS显示寻找图像异常区，并对异常区的地面属性进行调查。表3⁃4⁃1是部分遥感异常地面检查一览表。在汝箕沟地区，分别对ETM7/4异常、波形异常和ASTER光谱异常区进行地面检查。主要结果表明，ETM7/4异常区主要反映的是含煤系地层的烧变岩石和煤层信息，波形异常区主要反映的是含煤系地层岩石和煤火信息。
ASTER光谱异常区可部分反映地下煤层燃烧信息，如点位7、8；部分反映了煤层信息，如点11。与ETM相比较，ASTER光谱异常区主要集中在火区地带。从提取的遥感信息图像中可看出信息分布集中且具有一定的规律性，主要分布在北东-南西向的汝箕沟向斜轴两侧附近，向斜东端煤上覆地层烧变岩分布较多，多位于山脊和山坡上。烧变岩分布方向与煤火区地下煤火的燃烧历史状况一致，分布在已熄灭的过火区；即主要分布在白芨沟矿区、卫东煤矿、大峰矿、汝箕沟矿和古拉本矿周围，面积较大。从烧变岩的分布规律看出该区的煤层自燃演化过程，该区煤层自燃沿向斜两翼分别由北向南发展。燃烧区岩石信息目前主要分布在汝箕沟、大峰矿、卫东煤矿和汝箕沟太阳沟地区，与矿区的现势火情和野外检查相吻合。由此可见，利用多光谱信息，可以提取一些与煤火灾害有关的信息。汝箕沟煤火区图像有如下情况。
图3-4-3 汝箕沟煤火区烧变岩遥感信息提取图像
表3-4-1 汝箕沟煤火区典型遥感异常信息野外检查表
续表
（1）ETM7/4异常多呈小面积分布，热异常值比较高，与煤层分布范围较一致。这可能与地表岩石土壤在煤火烘烤烧变作用下，发生强烈的氧化作用使岩土中的铁离子富集且质地致密坚固有关。它是判别烧变岩区和活火区的有利依据。
（2）利用ETM5＞ETM7＞ETM1＞ETM3＞ETM2＞ETM4光谱特征提取的异常多呈点状分布，可能与煤层燃烧改变了燃烧区上覆地层的矿物成分及地层结构、构造、抗风化能力等特征有关。在地表热异常值比较低的地方，可作为判别死火烧区的依据。
（3）ASTER短波红外数据对识别燃烧区和死火区的烧变岩信息比较有利。