1.介绍

　　该软件包称为PolSARPro v4.0软件，旨在提供一种教育软件，该软件可以提供极化SAR数据分析领域的教育工具，并且可供广大用户访问，新手（在训练方面）可以成为极化和干涉偏振SAR数据处理领域的专家。为此，该工具被设置为灵活的环境，提供友好和直观的图形用户界面（GUI），使用户能够选择功能，设置其参数和运行软件。

　　PolSARPro v4.0软件是现有商业SAR图像处理软件包（ENVI，PCI ...）的补充工具箱，必须被视为极化SAR数据处理软件，该软件在极化和极化干涉雷达信号领域提出 了成熟的算法处理，具有高级功能以进行深入分析。

2.背景和主要目标　　

　　SAR遥感允许全天候，全球尺度成像和估计有关地球表面的重要生物和地球物理 参数。它是通过感应由地球大气层外的飞机，航天器或卫星上的电磁能源发射的地球 表面反射的散射电磁场来实现的。Polarimetric SAR（PolSAR）和极化干涉SAR（PolInSAR）等多参数SAR技术的发展正在迅速发展，这些新型雷达技术正在不断扩展雷达 在遥感领域的应用范围。由于新的极化雷达传感器（ENVISAT ASAR，ALOS-PALSAR， RADARSAT-2和TerraSAR-X）的出现，现已表明，加速推进PolSAR技术对地球和行星覆盖物的局部到全球环境地面真值测量和验证、应力评估以及应力变化监测具有直接的相关性和优先性。PolSAR和Pol-InSAR遥感技术提供了有效和可靠的方法来收集提取有关地 球表面的生物物理和地球物理参数所需的信息，并已成功应用于作物监测和损害评估， 林业明确地图绘制，森林砍伐和燃烧绘图，土地表面结构（地质）土地覆盖（生物量） 和土地利用，水文（土壤湿度，洪水划分），海冰监测，海洋和沿海监测（溢油检测） 等......

　　由于两者，ESA希望增加他的软件包集合，即Envisat工具箱，以及来自意大利 弗拉斯卡蒂ESA-ESRIN举办的“SAR偏振测量和极化干涉测量应用”研讨会的反馈， 2003年1月14日至16日，有人提议扩大现有的PolSARpro软件，以处理当前和未来星载任务的数据（除了那些已经支持的机载任务），从而为全面和部分科学开发提供全面的功能极化数据和这些数据的应用程序的开发。

　　PolSARpro v2.0软件是根据与ESA签订的合同开发的（“极化SAR图像分析工具 的开发”，ESA-ESRIN合同号17863/03 / I-LG）。今天，继续根据ESA的合同开发新版本的sotfware（PolSARpro v3.0，然后是PolSARpro v4.0）

　　（“持续开发PolSARpro软件”，CCN转换为ESA-ESRIN合同17863/03 / I- LG）由一个财团组成，包括：

　　IETR - 雷恩大学1（法国）：Eric Pottier教授，Laurent Ferro-Famil博 士，Sophie Allain博士和StéphaneMéric博士

　　DLR-HR（德国）：Irena Hajnsek博士，Kostas Papathanassiou博士， Alberto Moreira教授　

　　AELc（苏格兰）：Shane R. Cloude教授　　

　　澳大利亚：Mark L. Williams博士

　　ESA - ESRIN（意大利）：M.Yves-Louis Desnos，Andrea Minchella博士　

　　PolSARpro软件的开发是与不同的国际空间机构（ESA，NASA-JPL，CSA，JAXA）联合开 展的，并与以下机构合作：

　　法国国家空间研究中心（法国）：Jean-Claude Souyris博士

　　DLR（德国）：Martin Hellmann博士

　　IECAS - MOTL（中国）：Wen Hong博士，曹方博士

　　新泻大学（日本）：Yoshio Yamagushi教授

　　NRL（美国）：Dr;Jong-Sen Lee，Thomas Ainsworth博士 

　　Ressources Naturelles Canada（加拿大）：Ridha Touzi博士 

　　伊利诺伊大学芝加哥分校（美国）：Wolfgang M. Boerner教授 

　　UPC巴塞罗那（西班牙）：Carlos Lopez博士

　　当前项目的目标是提供一种教育软件，该软件在大学级别的极化SAR数据分析领域提供 自我教育工具，以及用于科学利用全部和部分极化多数据集的全套功能。以及这些数 据的应用程序的开发。PolSARpro v4.0软件将为利用PolSAR和Pol-InSAR数据开发科学 发展的极化技术和激发研究和应用开发奠定基础。 图1是自开发（2003）开始以来提出的PolSARpro主要入口屏幕演变。

3 软件可移植性

　　PolSARPro v4.0软件提出了一个用Tcl-Tk编写的图形用户界面（GUI）（超过 260000行管理大约180个窗口小部件窗口），并包含600多个C例程（大约280000行）， 它们执行不同的处理功能。

　　PolSARPro v4.0软件今天在以下平台上运行：Windows 98 +，Windows 2000， Windows NT 4.0，Windows XP，Linux I386以及未来的Unix-Solaris和Macintosh OS。

　　PolSARpro v4.0软件中使用的所有开发语言和编译器都是开源的，完全免费。不 使用任何第四代编程语言（例如IDL或MATLAB），从而避免任何许可问题和相关成本。

　　在安装期间，不进行系统修改，更新或重新配置，从而保持主机的完整性。用户 只需要安装不同的开源软件，如Tcl-Tk愿望解释器和IMG和GnuPlot包。

　　由于软件是按照开源软件开发（OSSD）方法提供，其中C例程的源代码可以在因特网上免费下载，因此用户可以根据灵活性开发其他新模块。用户可以很容易的理解如何从工具中提取模块，修改和/或合并到他们自己的系统中。

　　C例程完全独立于系统环境，然后可以简单直接地编译并与提供的PolSARpro v4.0图形和数学库链接。每个C例程都有完整的文档记录，并提出了详细的标题，用户 可以在其中找到从他自己的系统调用该函数所需的所有必要信息。

　　作为示例，下面给出在3×3相干矩阵（T3）上执行H / A /α分解的例程的标题：

从任何系统提示符（C：\>）运行此函数的相应命令行如下：

　　其中“in_dir，out_dir，Nwin ...... Comb1mH1mA”对应于在调用操作系统命令处理器执行此 函数之前要连接的不同参数和变量。

　　可以看出，所提出的开放式软件环境方法使用户能够独立于PolSARPro v4.0软件环境选 择功能，设置其参数并在其自己的系统上运行例程。这种方法还可以鼓励用户修改例程以满足他们的个性化需求，然后与其他用户分享他们工作的成果。

4 开发语言

　　在开发PolSARPro v4.0软件期间使用的所有语言都是 开源，完全免费。

　　PolSARPro v4.0软件通过用Tcl-Tk编写的图形用户界面（GUI）进行控制。

　　Tcl（工具命令语言）被全球超过五十万的开发人员使用，并已成为数千家公司的 关键组成部分。它具有简单且可编程的语法，既可以用作独立应用程序，也可以嵌入应用程序中。Tcl中所有有趣的功能都由命令表示。语句是命令，表达式通过执行命令来计算，控制结构是命令，过程是命令。Tcl构建集成应用程序的最大优势之一是它 可以轻松地与其他资源进行通信。应用程序生成Tcl命令（shell）并将它们传递给Tcl 解释器以供执行。在许多情况下，命令将基于方便的C程序调用较低级别的函数。

　　Tk是一个图形用户界面工具包，可以非常快速地创建功能强大的GUI。Tk为程序员 提供了X11窗口系统或同等系统的接口，并包含着名的Jan Nijtmans的IMG软件包，它是图像库，增加了对BMP，XBM，XPM，GIF，PNG，JPEG，TIFF和BIFF的全面支持。

　　Tcl和Tk具有高度可移植性，基本上可以在所有类型的Unix（Linux，Solaris， IRIX，AIX，BSD）Windows、Macintosh等上运行。适用于HP-UX，Linux，Solaris和 Windows 的 Tcl 和 Tk 可 从 ActiveTcl Web 门 户 免 费 下 载 （http://www.activestate.com/Products/Download).

　　PolSARpro 中 包 含 的 图 形 库 是 受 欢 迎 的 Gnuplot 程 序 。 Gnuplot (http://www.gnuplot.info）是一个免费的，命令驱动的，交互式的功能和数据绘图程序。 Gnuplot可以在DOS，Windows，Macintosh OS，BeOS，OS2，VMW，Linux和许多其他设 备上运行。

　　Tcl-Tk应用程序通过管道与Gnuplot通信，因此无需重新编译Gnuplot或以任何方式修 改它。

　　 所有函数都是用C语言编写的，并使用Linux上的GCC和Windows上的Mingw32进行 编译。Mingw32开发工具基于着名的Gnu C编译器，并使用CRTDLL.DLL运行时库，它是 Windows 95-98和Windows NT的标准组件。编译器和使用它创建的程序可以在任何NT或 Windows 95-98 PC上运行，而无需任何其他DLL。Mingw32可从GNUWin II门户网站免费 下载（http://gnuwin.epfl.ch).

　　最后，用于开发图形用户界面的开发工具是Visual Tcl，它完全用Tcl / Tk编写， 生成纯Tcl / Tk代码。Visual Tcl是一个免费提供的高质量应用程序开发环境，适用 于UNIX，Windows，Macintosh和AS400平台。Visual Tcl（VTCL）可从Web门户免费下 载（http://sourceforge.net/projects/vtcl).