ALOS PALSAR-2数据读取与格式转换

最近有一景ScanSAR模式双极化PALSAR-2数据，数据级别为L1.1，想要转换成MATLAB能读取的格式进行处理。由于网上资料很零碎折腾了好久，可能是做这行又像我这么菜的实在没几个，这里就记录一些折腾的经验，希望后来者上手的时候不用再这么麻烦。

其实如果数据不大的话，ALOS数据整个压缩包导入SNAP软件中即可，但由于该数据太大(100G+)，直接整幅导入会内存不足卡死。依据我为数不多的使用经验PolSARpro也不支持ALOS的某些格式，而根据原始数据格式直接编程读取难度过大又容易出错。多方求助后找到一个可行又成本不太高的方案，ENVI+SARscape导入，转为Tiff后用MATLAB读取。

原始数据解压后内容大致如下，名为IMG-xxx的数据文件，分为2个极化5个条带；名为BRS-xxx的预览图；summary.txt是对整个产品的简介（特别简略）；LED-xxx、TRL-xxx和VOL-xxx大概是各种格式的头文件，但直接用写字板等文本工具打开也是看不太看得懂的，虽然不是完全乱码，但各参数名称都没写，可能得了解参数存储格式才能明白。

经过了解，能够逐条带读取PALSAR数据的常用软件有GAMMA和SARscape，GAMMA是商业软件之前没用过也没有获取渠道，而后者获取相对容易。SARscape是基于ENVI开发的一款SAR处理软件，网上安装教程也相对较多，我用的是ENVI 5.3+SARscape 5.2.1，链接如下
链接：https://pan.baidu.com/s/10o08HIh0Ub8izG4-PonYmg
提取码：9dnp

1. 数据导入

软件安装过程不再赘述，按照教程一步步来即可。安装完成后直接打开ENVI 5.3(64bit)，安装成功的话可以在右边的Toolbox中找到SARscape的一栏（在ENVI classic里也可以操作，界面稍有不同，个人比较喜欢新的面板）。找到SARscape => Import Data => SAR Spaceborne => ALOS PALSAR-2，导入数据

Imput Files选择任一极化的一个条带或多个条带均可，根据经验软件会自动识别并为一个极化生成一组文件（输入1个条带也会得到5个条带的结果）。

对于ALOS，Parameters中需要手动选择Data Type，并且可以将Rename the Files Using Parameters设为True，其他参数可以暂时不管。最后在Output Files中选择合适的路径，最好是一个足够大且没有其他杂物的文件夹，方便后续整理。有时直接在Output Files中更改路径不好使，那么可以直接设置ENVI – File – Preferences – Directories里面的Output Directory。设好参数后点击Exec，耐心等待直到弹出End的提示框即为成功导入。虽然两个极化通道一起导入理论上也可以，但为了保险起见以及整理方便，还是逐个极化通道进行处理，各通道生成的文件整理到一个文件夹中以便后续处理。

一个极化通道导入后生成的文件如下所示，一堆参数文件和一个文件夹。外面的参数文件意义还没搞明白，目前已知.sml文件是数据的一些详细参数，可以用记事本打开查看，其他格式的文件可能是方便另外某些软件读取吧。

而数据的主体在文件夹里，也是我们要用到的部分，文件夹内容如下图所示。每个条带(burst)会对应生成三个文件：无后缀名的数据文件、条带信息.sml(非常详细，据说包含处理所需的所有信息)以及ENVI读取的头文件.hdr。

2. ENVI读取

接下来用ENVI打开生成的文件夹中的数据，File => open，选择无后缀的数据文件或ENVI头文件.hdr均可，在主面板上方的下拉框中选择合适的拉伸模式即可预览图像(默认是Linear 2%)。双击左侧Layer Manager中的数据名可以看到数据的一些信息，发现数据是单通道的而Data Type是复数，虽然这不是什么新奇的发现，但可能是由于这个原因，数据无法直接保存为Tiff格式(可太要命了，这里折腾了好久)。

因此，考虑将复数据的实部和虚部拆开，转换成两通道的图像。在右侧Toolbox面板中找到Raster Management => Convert Complex Data，选择刚刚导入的数据作为输入，OK，然后在弹出的框里选择输出的波段。这里只要实部和虚部，当然有需要也可自行选择其他的能量幅度相位等。选择Output Result to File并选择合适路径（还是注意空间要足够大，数据大的话很容易跑着跑着盘就满了，建议逐条带处理并及时删除中间文件，特别是ENVI自动生成的索引.enp很占地方，删掉不会损害文件，只是下次打开会重新建稍微慢一点罢了），点击OK。

生成的结果就是实部和虚部分别存在两个通道的图像，第一个通道为实部，第二个为虚部，数据类型为float（不同数据不一定，自行查看）。

3. 保存为Tiff格式

下面即可按常规方法将其保存为tiff格式，File => Save as => Save as… (ENVI, NITF, TIFF, DTED)，选择刚刚生成的两波段图像（注意这个界面看不到导入的原始图像，也就是为何不能直接保存为tiff），选择Output Format为TIFF，输入合适的路径，OK。

这里生成的TIFF通常来说可以直接在MATLAB中用imread()读取了，但因为并非正常的tiff图像，一般的照片查看器是打不开的。如果MATLAB里也无法读取，那么有可能是未生成成功，注意一下保存的时候ENVI面板右下角的进度条，一定等它完成之后才能关，否则可能没处理完导致文件受损无法打开。

附：一些零碎的注意事项

很久之前好像也遇到过ENVI保存的TIFF格式有问题，哪都打不开，那时候是先存成IMG格式再用ERDAS转的。不过后来都没有出现了，要是存成TIFF有问题的话可以多试几次，说不定就好了。
如果ENVI安装后打不开，提示找不到idl.dll，多半是Windows Defender或者McAfee把这个东西当病毒隔离了。从隔离区找到它们并复原，或者从安装包重新复制一份到安装路径(比如C:\Program Files\Exelis\IDL85\bin的bin.x86或bin.x86_64文件夹下)。暂时关闭防火墙（比如McAfee的实时扫描），程序运行起来就可以重新打开了（一劳永逸的方法是添加到McAfee实时扫描=>已排除的文件中）。