Laporan 2 - Koreksi Geometrik dan Komposit Citra PDF

Preview

Summary

Warning: TT: undefined function: 32“KOREKSI GEOMETRIK DAN KOMPOSIT CITRA”Tanggal Penyerahan : 22 Juni 2020Disusun Oleh : Nada Nafisyah N (23-2018-085) Kelas : BLABORATORIUM FOTOGRAMETRIJURUSAN TEKNIK GEODESIFAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAANINSTITUT TEKNOLOGI NASIONALBANDUNG2020Dosen : Dr. Dewi K...

Description

LAPORAN PRAKTIKUM PENGINDERAAN JAUH I “KOREKSI GEOMETRIK DAN KOMPOSIT CITRA” Tanggal Penyerahan : 22 Juni 2020

Disusun Oleh : Nada Nafisyah N (23-2018-085) Kelas : B Dosen

: Dr. Dewi Kania Sari, Ir., M.T.

Asisten Dosen

: 1. Bintang P.D

23-2017-006

2. Hadyan M.A

23-2017-094

LABORATORIUM FOTOGRAMETRI JURUSAN TEKNIK GEODESI FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL BANDUNG 2020

Laporan Praktikum Penginderaan Jauh I

DAFTAR ISI DAFTAR ISI........................................................................................................... i BAB I PENDAHULUAN .......................................................................................1 1.1 Maksud dan Tujuan Praktikum ..................................................................... 1 1.2 Waktu Pelaksanaan Paktikum ....................................................................... 1 BAB II DASAR TEORI.........................................................................................2 2.1 Layer Stacking ............................................................................................... 2 2.2 Komposit Citra .............................................................................................. 2 2.3 Koreksi Geometrik ........................................................................................ 3 2.3.1 Ground Control Point (GCP) .................................................................. 4 2.3.2 Root Mean Square Error (RMSe) ......................................................... 5 BAB III PELAKSANAAN PRAKTIKUM ..........................................................6 3.1 Tahapan Layer Stacking ................................................................................ 6 3.2 Tahapan Komposit Citra ............................................................................. 10 3.3 Tahapan Koreksi Geometrik ....................................................................... 11 BAB IV HASIL DAN ANALISIS .......................................................................20 4.1 Hasil dan Analisis Layer Stacking .............................................................. 20 4.2 Hasil dan Analisis Komposit Citra .............................................................. 21 4.3 Hasil dan Analisis Koreksi Geometrik ........................................................ 22 BAB V ...................................................................................................................26 5.1

Kesimpulan............................................................................................. 26

5.2

Saran ....................................................................................................... 26

DAFTAR PUSTAKA

Nada Nafisyah N / 23-2018-085 / Kelas B

i

Laporan Praktikum Penginderaan Jauh I

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Maksud dan Tujuan Praktikum Adapun maksud dan tujuan dari praktikum ini adalah : 1. Mampu mengoperasikan software ENVI Classic 5.3 sebagai pengolah data citra satelit. 2. Memahami konsep layer stacking, komposit citra, dan koreksi geometrik pada citra. 3. Mengetahui komposit band citra Landsat 8 dan kegunaannya . 1.2 Waktu Pelaksanaan Paktikum Praktikum ini dilaksanakan pada : Hari, Tanggal

: Selasa, 16 Juni 2020

Waktu

: 13.00 - selesai

Tempat

: Rumah

Nada Nafisyah N / 23-2018-085 / Kelas B

1

Laporan Praktikum Penginderaan Jauh I

BAB II DASAR TEORI 2.1 Layer Stacking Layer Stacking adalah suatu proses yang berfungsi untuk menggabungkan beberapa citra atau band atau layer menjadi satu. Berbeda dengan komposit citra, layer stacking hanya digunakan untuk mengurutkan daftar citra atau band sesuai nomor band pada jendela Available Bands List yang berguna untuk memudahkan pengguna dalam mencari nomor band dan terlihat rapi. Layer stacking merupakan proses penggabungan band untuk memperoleh suatu citra yang memiliki band cahaya tampak (visible), TIR, NIR, SWIR, dan Cirrus pada Landsat 8. (Ade Wibowo, 2016) Penggabungan beberapa band melalui layer stacking nanti hasilnya akan dikemas menjadi satu file yang jika dibuka dengan aplikasi ENVI Classic 5.3 di dalamnya akan terlihat susunan band yang sudah urut berdasarkan nomor band. 2.2 Komposit Citra Teknologi remote sensing menggunakan gelombang elektromagnetik yang kemampuannya lebih baik daripada mata normal manusia, untuk itu supaya dapat dibaca oleh mata manusia maka remote sensing harus dapat mengasosiasikam hasil deteksi tersebut ke dalam komposit warna, yang kemudian mendasari konsep kanal warna RGB untuk mengasosiasikan hasil deteksi band ke dalam komposit warna yang bisa di baca dan di intrpretasikan manusia. Komposit citra adalah citra baru hasil dari penggabungan 3 saluran yang mampu menampilkan keunggulan dari saluran-saluran penyusunnya (Sigit,2011). Digunakan komposit citra ini dikarenakan oleh keterbatasan mata yang kurang mampu dalam membedakan gradasi warna dan lebih mudah memahami dengan pemberian warna. Dapat disimpulkan bahwa masing-masing band dalam citra memiliki kemampuan deteksi yang berbeda, yang dalam penggunaannya disesuaikan dengan kebutuhan. Band-band tidak dapat digunakan secara terpisah, untuk dapat diasosiasikan menjadi warna yang dapat dibaca dan diinterpretasikan oleh mata normal manusia, diperlukan band lain untuk dikompositkan dalam kanal RGB. Pada komposit citra diperlukan kombinasi band, yang merupakan suatu rangkaian Nada Nafisyah N / 23-2018-085 / Kelas B

2

Laporan Praktikum Penginderaan Jauh I yang terdapat pada citra satelit yang digunakan untuk membentuk sebuah gambar dari penggabungan beberapa band, contoh : komposit B4 B3 B2 pada citra Landsat 8, merupakan true color composite atau natural color atau warna sebenarnya yang ada di permukaan bumi. Dalam menampilkan citra satelit di dalam bidang Remote Sensing, terdapat 2 jenis komposit, yakni : 1. True Color Composite (Warna sebenarnya) True Color ini menampilkan kenampakan citra satelit yang sesuai dengan warna sebenarnya. Dalam membuat komposit warna sebenarnya ini, kita harus memasukkan band-band sesuai dengan panjang gelombangnya, misalkan kita tempatkan band merah pada kanal Red, band hijau pada kanal Green, dan band biru pada kanal Blue. 2. False Color Composite (Warna semu) False Color merupakan kombinasi RGB yang memberikan kenampakan warna obyek yang bukan sebenarnya. Biasanya komposit ini digunakan untuk penajaman visual, dengan menggunakan komposit yang tepat maka obyek dapat terlihat lebih jelas dan kontras. 2.3 Koreksi Geometrik Geometrik citra penginderaan jauh mengalami pergeseran, karena orbit satelit sangat tinggi dan medan pandangannya kecil maka terjadi distorsi geometrik. Kesalahan geometri citra dapat terjadi karena posisi dan orbit maupun sikap sensor pada saat satelit mengindera bumi, kelengkungan dan putaran bumi serta adanya relief atau ketinggian yang berbeda dari permukaan bumi yang diindera. Akibat dari kesalahan geometrik ini maka posisi pixel dari data inderaja satelit tersebut tidak sesuai dengan posisi (lintang dan bujur) yang sebenarnya. (Sri Hardiyanti, 2008) Koreksi citra merupakan suatu operasi pengkondisian supaya citra yang digunakan benar-benar memberikan informasi yang akurat seacara geometris dan radiometris. Oleh karena itu, operasi koreksi disebut juga dengan operasi prapengolahan (praprocessing). (Danoedoro,1996) Koreksi geometrik atau biasa juga

disebut transformasi

geometrik citra, yang paling mendasar

adalah

penempatan kembali nilai-nilai piksel sedemikian rupa, sehingga hasilnya dapat dilihat gambaran objek di permukaan bumi yang terekam sensor. Perubahan

Nada Nafisyah N / 23-2018-085 / Kelas B

3

Laporan Praktikum Penginderaan Jauh I bentuk kerangka liputan dari bujur sangkar menjadi jajaran genjang merupakan hasil dari transformasi ini. Ada beberapa cara untuk melakukan koreksi geometrik, yaitu rektifikasi dan registrasi geometrik, Jensen (1986). Rektifikasi adalah proses dimana citra dibuat planimetrik berdasarkan rujukan pada peta yang mempunyai proyeksi standar, cara ini dikenal dengan rektifikasi citra ke peta (image to map rectification). Cara yang kedua adalah regristrasi geometrik citra, yaitu registrasi citra ke citra (image to image registration) dengan menggunakan citra lain pada daerah yang sama yang sudah dikoreksi terlebih dahulu. Koreksi geometrik mencakup perujukan titik-titik tertentu pada citra ke titik-titik yang sama ke medan maupun di peta. Pasangan titik-titik kemudian digunakan untuk membangun fungsi matematis yang menyatakan hubungan antara posisi sembarang titik pada citra dengan titik onyek yang sama pada peta maupun lapangan. Posisi piksel yang dimaksud adalah posisi pusat piksel. Pada koreksi ini, telah dipertimbankan bahwa perubahan posisi piksel itu juga mencakup perubahan informasi nilai spektralnya. Untuk mengatasi hal ini, diperlukan interpolasi nilai spektral baru selama transformasi geometri, sehinggan dihasilkan geometri baru dengan nilai baru.

Proses interpolasi nilai spektral

selama transformasi geometri disebut resampling. Interpolasi spasial adalah penentuan hubungan geometrik antara lokasi piksel pada citra masukan dan peta. 2.3.1 Ground Control Point (GCP) Pada proses koreksi geometrik dibutuhkan beberapa titik kontrol medan (Ground Control Point/ GCP) yang dapat diidentifikasi pada citra dan peta. GCP diperlukan untuk menyesuaikan koordinat pixel dari citra dengan objek yang sama di bumi dalam bidang datar. GCP dapat didefinisikan sebagai sebuah titik di permukaan bumi yang diketahui lokasinya (misal: koordinatnya telah ada) yang digunakan sebagai sumber georeferensi data citra, seperti citra penginderaan jauh atau peta scan. GCP adalah suatu titik-titik yang letaknya pada suatu posisi piksel suatu citra yang koordinat petanya (referensinya) diketahui. GCP terdiri atas sepasang koordinat x dan y, yang terdiri atas koordinat sumber dan koordinat referensi. Koordinat-koordinat tersebut tidak dibatasi oleh adanya koordinat peta.

Nada Nafisyah N / 23-2018-085 / Kelas B

4

Laporan Praktikum Penginderaan Jauh I GCP merupakan pasangan-pasangan titik pada citra awal (belum terkoreksi) dan referensi (peta, citra terkoreksi) untuk memperbaiki distorsi sistemik pada citra awal. Objek-objek yang dapat digunakan GCP adalah objek yang sama pada citra mentah maupun referensi. GCP idealnya diletakkan pada jalan, sungai, garis pantai, teluk, tanjung, atau kenampakan pada permukaan bumi lainnya yang dapat dikenali dengan kemungkinan perubahan yang relatif lambat/tetap. Penentuan titik GCP diusahakan menyebar pada posisi terluar dari citra yang akan dilakukan koreksi geometri. 2.3.2 Root Mean Square Error (RMSe) Besar kesalahan dalam koreksi geometrik diwakili dengan nilai Root Mean Square Error (RMSE) yang didapatkan setelah melakukan kegiatan koreksi geometrik. Hasil hitungan koreksi geometrik ditunjukkan oleh harga Root Mean Square Error (RMSE), artinya semakin kecil nilai RMSE maka semakin baik pula ketelitiannya. Toleransi nilai RMSE hasil hitungan koreksi geometrik pada peta citra umumnya ditentukan menggunakan asumsi sebesar: 0,5xRS. (Bambang Rudianto, 2011)

Nada Nafisyah N / 23-2018-085 / Kelas B

5

Laporan Praktikum Penginderaan Jauh I

BAB III PELAKSANAAN PRAKTIKUM 3.1 Tahapan Layer Stacking 1. Buka ENVI Classic 5.3 yang sebelumnya sudah di isntall

2. Klik File kemudian pilih Open Image File

3. Pilih semua foto citra yang telah di unduh, kemudian klik Open

Nada Nafisyah N / 23-2018-085 / Kelas B

6

Laporan Praktikum Penginderaan Jauh I 4. Maka akan muncul kotak Available Bands Lists, kemudian lakukan layer stacking. Klik Basic Tools, pilih Layer Stacking

5. Klik Import File, kemudian pada Layer Stacking Input File pilih semua data citra yang sudah diinput, kemudian klik OK

Nada Nafisyah N / 23-2018-085 / Kelas B

7

Laporan Praktikum Penginderaan Jauh I 6. Klik Recorder Files (untuk mengurutkan data citra).

7. Berikut hasil citra yang telah diurutkan, kemudian klik OK

Nada Nafisyah N / 23-2018-085 / Kelas B

8

Laporan Praktikum Penginderaan Jauh I 8. Pilih Output File yang diinginkan – Open - OK

9. Berikut proses pembuatan file layer stacking, tunggu hingga selesai.

10. Seperti ini tampilannya apabila proses layer stacking sudah selesai

Nada Nafisyah N / 23-2018-085 / Kelas B

9

Laporan Praktikum Penginderaan Jauh I 3.2 Tahapan Komposit Citra 1. Setelah dilakukan layer stacking, klik RGB Color, masukkan Band 4 (B4) pada sensor R, Band 3 (B3) pada sensor G, dan Band 2 (2) pada sensor B, klik Load RGB. (Klik pada Layer yang sesuai dengan band-nya.

2. Berikut hasil dari Load RGB

Nada Nafisyah N / 23-2018-085 / Kelas B

10

Laporan Praktikum Penginderaan Jauh I 3.3 Tahapan Koreksi Geometrik 1. Klik File, pilih Open Vector File

2. Pilih data SHP sesuai data citra yang sebelumnya dilakukan komposit citra.

3. Tentukan penyimpanan dan nama file pada Output Name File, sistem koordinatnya menggunakan UTM, Zone 47, klik OK

Nada Nafisyah N / 23-2018-085 / Kelas B

11

Laporan Praktikum Penginderaan Jauh I 4. Klik data vector yang telah dibuat, klik Load Selected

5. Tahap pertama pilih Display#1, OK

6. Setelah itu, akan muncul garis-garis putih yang membentuk sebuah area

Nada Nafisyah N / 23-2018-085 / Kelas B

12

Laporan Praktikum Penginderaan Jauh I 7. Kemudian kembali ke data vektor yang sebelumnya, klik data vector tersebut, Load Selected, New Vector Window, OK

8. Nanti akan muncul gambar sebuah area dengan background hitam. Kemudian klik Map, pilih Registration, Select GCPs: Image to Map.

Nada Nafisyah N / 23-2018-085 / Kelas B

13

Laporan Praktikum Penginderaan Jauh I 9. Pilih sistem koordinat UTM, Zone 47

10. Nyalakan toggle cursor terlebih dahulu, dengan klik kanan, Toggle Cursor On

Nada Nafisyah N / 23-2018-085 / Kelas B

14

Laporan Praktikum Penginderaan Jauh I 11. Klik titik pada gambar area seperti pada tanda panah (harus sama di kedua gambar), klik kanan, Export Map Location

12. Klik Add Point. Lakukan langkah 11 dan 12 sampai minimal 10 titik dan pastikan RMS nya di bawah 0,2.

Nada Nafisyah N / 23-2018-085 / Kelas B

15

Laporan Praktikum Penginderaan Jauh I 13. Simpan koordinat GCP (kotak Ground Control Points Selection) dengan cara klik File, Save GCPs w/lat/lon... (menghasilkan file .pts)

14. Pilih output file yang diinginkan, klik OK

15. Simpan koordinat pada table GCP (Kotak Image to Map GCP List) dengan cara klik File, pilih Save Table to ASCII (menghasilkan file .txt)

16. Pilih output file yang diinginkan, klik OK

Nada Nafisyah N / 23-2018-085 / Kelas B

16

Laporan Praktikum Penginderaan Jauh I 17. Kemudian klik Map, pilih Registration, Warp from GCPs: Image to Map

18. Pilih table .pts yang telah dibuat

19. Pilih sistem koordinat UTM, Datum WGS-84, Zone 47

Nada Nafisyah N / 23-2018-085 / Kelas B

17

Laporan Praktikum Penginderaan Jauh I 20. Pilih file komposit citra yang sebelumnya sudah dibuat, klik OK

21. Pilih output file yang diinginkan, klik OK

22. Tunggu hingga proses registrasi selesai

Nada Nafisyah N / 23-2018-085 / Kelas B

18

Laporan Praktikum Penginderaan Jauh I 23. Pilih RGB Color, dan masukan band ke sensor RGB seperti pada tahap komposit citra, kemudian Load RGB

24. Berikut hasil setelah Load RGB

Nada Nafisyah N / 23-2018-085 / Kelas B

19

Laporan Praktikum Penginderaan Jauh I

BAB IV HASIL DAN ANALISIS 4.1 Hasil dan Analisis Layer Stacking

Gambar 1 Hasil Layer Stacking

Layer stacking merupakan proses penggabungan band untuk memperoleh suatu citra yang memiliki band cahaya tampak (visible), TIR, NIR, SWIR, dan Cirrus pada Landsat 8. (Ade Wibowo, 2016). Setelah dilakukan layer stacking, citra dari band yang terpisah menjadi satu file. Output dari proses ini adalah file citra (format HDR) yang sudah memiliki lebih dari satu band (multi band) dan bukan lagi dalam satu band (single band). (Ardiansyah, 2014) Perlu diperhatikan saat menyeting sistem koordinat dari output citranya, contohnya Gegraphic untuk koordinat geografis (derajat/menit/detik) atau UTM untuk sistem koordinat terproyeksi (meter). Pada praktikum ini, sistem koordinat yang digunakan yaitu UTM dan karena data yang digunakan adalah wilayah Aceh Selatan yang berada di utara khatulistiwa, maka zonanya adalah 47 - North.

Nada Nafisyah N / 23-2018-085 / Kelas B

20

Laporan Praktikum Penginderaan Jauh I 4.2 Hasil dan Analisis Komposit Citra

Gambar 2 Hasil Komposit Citra

Komposit citra penting dilakukan sebelum proses pengolahan citra selanjutnya. Dengan komposit citra, kita dapat mengetahui informasi yang ada pada sebuah citra secara detail sesuai dengan kebutuhan. Karena pada citra yang dikomposit dapat menghasilkan warna yang dapat dilihat oleh manusia. Sehingga dapat mempermudah dalam interpretasi citra. Untuk menampilkan citra berwarna atau citra komposit, maka dibutuhkan minimal 3 layer sekaligus yang digunakan untuk mengisi kanal Red, Green, dan Blue. (Ardiansyah, 2014) Komposit citra dapat dilakukan dengan berbagai macam kombinasi band tergantung dengan kebutuhan informasi yang diperlukan. Pengkombinasian band pada citra dilakukan dengan tiga jenis band. Setiap komposit citra umumnya memiliki kombinasi band dan fungsi yang berbeda khususnya untuk citra Landsat8, seperti pada tabel berikut : Tabel Kombinasi Band Citra Landsat-8

APLIKASI

KOMBINASI BAND

Natural Color

432

False Color (urban)

764

Nada Nafisyah N / 23-2018-085 / Kelas B

21

Laporan Praktikum Penginderaan Jauh I Color Infrared (vegetation)

543

Agriculture

652

Atmospheric Penetration

765

Healthy Vegetation

562

Land/Water

564

Natural With Atmospheric Removal

753

Shortwave Infrared

754

Vegetation Analysis

654

Sumber: https://www.esri.com/arcgis-blog/products/product/imagery/band-combinations-forlandsat-8/?rmedium=redirect&rsource=blogs.esri.com/esri/arcgis/2013/07/24/band-combinationsfor-landsat-8

Dalam praktikum ini, komposit citra yang digunakan yaitu kombinasi band 4 (Red), band 3 (Green), band 2 (Blue). Dimana, kombinasi band 4 3 2 menghasilkan warna natural yaitu komposit warna yang sesuai dengan warna sebenarnya. 4.3 Hasil dan Analisis Koreksi Geometrik

Gambar 3 Sebaran Titik GCP Pada Citra

Nada Nafisyah N / 23-2018-085 / Kelas B

22

Laporan Praktikum Penginderaan Jauh I

Gambar 4 Tabel Nilai GCP dan RMSe

Gambar 5 Citra Hasil Koreksi

Nada Nafisyah N / 23-2018-085 / Kelas B

23

Laporan Praktikum Penginderaan Jauh I Citra satelit merekam obyek muka bumi dan menyajikan dalam suatu gambar/foto. Foto tersebut tidak hanya menampilkan gambaran (visual) obyek, namun juga posisi sebenarnya obyek tersebut di muka bumi. Posisi yang direkam oleh satelit, tidak selalu akurat. Ketidakakuratan ini terlihat dari adanya distorsi ata...