Laporan Praktikum Penginderaan Jauh (Komposit Citra, Layer Stacking, DOS, ToA, Koreksi Geometrik, Cropping Citra, Klasifikasi Multispektral, Uji Akurasi) Menggunakan Software ENVI 5.3 dan ArcMap 10.4 PDF

Preview

Summary

MATA KULIAH PENGIDERAAN JAUH DIGITAL LAPORAN PRAKTIKUM PENGINDERAAN JAUH DIGITAL Disusun Untuk Memenuhi Tugas Akhir Mata Kuliah Penginderaan Jauh Digital Oleh : Mahendra Zhafir Pratama 3211417043 Dosen Pengampu : 1. Dr. Tjaturahono Budi Sanjoto, M.si. 2. Wahid Akhsin Budi Nur Sidiq, S.pd., M.sc. JUR...

Description

MATA KULIAH PENGIDERAAN JAUH DIGITAL LAPORAN PRAKTIKUM PENGINDERAAN JAUH DIGITAL

Disusun Untuk Memenuhi Tugas Akhir Mata Kuliah Penginderaan Jauh Digital Oleh : Mahendra Zhafir Pratama 3211417043

Dosen Pengampu : 1. Dr. Tjaturahono Budi Sanjoto, M.si. 2. Wahid Akhsin Budi Nur Sidiq, S.pd., M.sc.

JURUSAN GEOGRAFI FAKULTAS ILMU SOSIAL UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2019

DAFTAR ISI

1. Komposit Citra......................................................................................................1 2. Layer Stacking.......................................................................................................6 3. Koreksi Radiometrik.............................................................................................14 A. DOS Menggunakan ENVI Classic..................................................................14 B. Koreksi Radiometrik Metode ToA...................................................................22 a. ToA Manual (ENVI Classic)................................................................22 b. ToA Otomatis (ENVI)..........................................................................30 c. ToA Manual (ArcMap).........................................................................35 4. Koreksi Geometrik..................................................................................................40 5. Pemotongan Citra (Cropping).................................................................................51 A. Menggunakan ENVI Classic.............................................................................51 B. Menggunakan ArcMap.....................................................................................64 6. Klasifikasi Multispektral.........................................................................................71 A. Unsupervised.....................................................................................................71 a. Menggunakan ENVI Classic...................................................................71 b. Menggunakan ArcMap............................................................................76 B. Supervised.........................................................................................................80 a. Menggunakan ENVI Classic...................................................................80 b. Menggunakan ArcMap...........................................................................90 7. Uji Akurasi (ArcMap)............................................................................................97

ii

PEMBAHASAN Dalam mengolah citra dari citra mentah menjadi citra yang sudah jadi, diperlukan tahapan – tahapan yang harus dilakukan. Tahapan itu adalah koreksi, pemotongan citra atau cropping, klasifikasi multispektral, uji akurasi. Koreksi citra dikenal dengan Koreksi Radiometrik yang dibagi menjadi dua metode, yaitu metode DOS dan TOA (Top of Atmosphere). Koreksi citra bisa juga dilakukan secara otomatis. Akan tetapi, sebelum melakukan langkah – langkah tersebut, pengguna harus mengetahui terlebih dahulu apa itu komposit citra dan layer stacking pada citra serta langkah – langkahnya. Sebelum melakukan tahapan – tahapan koreksi citra , pengguna harus mengetahui terlebih dahulu langkah langkah membuat citra komposit dan layer stacking yang akan dijelaskan di bawah ini : 1. 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 mengasosiasikan hasil deteksi tersebut kedalam komposit warna, yang kemudian mendasari konsep kanal warna RGB untuk mengasosiasikan hasil deteksi band kedalam komposit warna yang bisa di baca dan diinterpretasikan manusia. Dapat disimpulkan bahwa masing-masing band dalam citra memiliki kemampuan deteksi yang berbeda, yang dalam penggunaanya disesuaikan sesuai 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 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. Untuk menghasilkan komposit citra, dapat dilakukan dengan langkah – langkah berikut : 1) - Buka aplikasi ENVI Classic 5.3 versi 64bit atau 32bit tergantung pada komputer atau laptop yang digunakan terpasang Windows x86 (32bit) atau x64(64bit). - Setelah itu akan memunculkan jendela ENVI Classic 5.3 seperti di bawah ini

1

2) - Setelah muncul jendela ENVI Classic 5.3, arahkan kursor tetikus ke bagian windows dan akan muncul beberapa pilihan. - Lalu pilih Available Bands List. Seperti pada gambar dibawah ini

3) - Setelah itu akan muncul jendela Available Band List seperti di bawah ini

4) - Setelah muncul jendela Available Bands List, selanjutnya kursor tetikus atau mouse ke menu File dan akan muncul beberapa pilihan. - Pilih Open Image File. Seperti pada gambar di bawah ini.

2

5) - Selanjutnya adalah memanggil file - file citra yang akan dikoreksi. Citra yang digunakan sebagai contoh adalah citra dari Landsat 8. - Buka folder yang berisi file – file citra Landsat 8 dan pilih file – file tersebut. Kemudian klik open.

6) - Setelah file – file tersebut telah dipanggil, maka akan nampak daftar citra Landsat 8 pada jendela Available Bands List - lalu pilih band 1 atau saluran 1 . Seperti pada gambar dibawah ini.

7) - Setelah itu semua file citra sudah ada pada jendela Available Bands List, yang sebelumnya Grey Scale - pilih RGB Color dengan cara meng-klik lingkaran yang ada di samping RGB Color. Seperti pada gambar di bawah ini.

3

8) - Setelah RGB Color dipilih, maka akan muncul 3(tiga) kolom RGB yang masing – masing memuat informasi tentang band berapa yang telah dipilih pada salah satu kolom RGB tersebut agar siap untuk diaktifkan menjadi komposit citra. Seperti pada gambar di bawah ini.

9) - Setelah muncul kolom RGB, maka selanjutnya adalah memilih 3(tiga) band yang akan ditampilkan secara komposit citra. - Yang akan dijadikan contoh disini adalah citra Landsat 8 B4 pada kolom R, B3 pada kolom G, dan B2 pada kolom B yang jika dikompositkan akan menghasilkan citra dengan warna asli sesuai dengan permukaan bumi atau natural color. - Setelah muncul informasi band yang dipilih pada kolom RGB, selanjutnya klik Load RGB untuk memproses 3(tiga) band tersebut menjadi komposit citra. Seperti pada gambar dibawah ini.

10) - Setelah diklik Load RGB, maka akan muncul 3(tiga) jendela yang menampilkan hasil komposit citra. Namun, 3(tiga) jendela tersebut memiliki fungsi yang berbeda, yaitu jendela Image citra yang merupakan display utama yang paling besar dengan tambahan menu bar, jendela Scroll untuk menampilkan keseluruhan citra, dan

4

jendela Zoom yang berguna untuk perbesaran piksel. Seperti pada gambar di bawah ini.

Setelah diproses dan muncul hasilnya, maka dapat dilakukan untuk proses pengolahan citra selanjutnya. Komposit citra sangatlah penting untuk dilakukan untuk mengetahui informasi yang ada pada citra tersebut secara detail sesuai kebutuhan karena gelombang elektromagnetik pada citra yang dikompositkan menghasilkan warna yang dapat dilihat oleh mata manusia. Dengan begitu, interpretasi citra lebih mudah untuk dilakukan. Komposit citra dapat dilakukan dengan berbagai macam kombinasi band tergantung dengan kebutuhan informasi yang diperlukan. Berikut tabel macam – macam band pada satelit Landsat 8 yang memiliki 12 band, akan tetapi yang sering digunakan adalah 11 band beserta fungsinya.

5

Sumber: http://landsat.usgs.gov/best_spectral_bands_to_use.php

Dari 11 band diatas dapat dikombinasikan atau dikompositkan menjadi beberapa fungsi. Pengkompositan band dilakukan dengan 3(tiga) jenis band. Dari berbagai jenis kompsit citra, memiliki kombinasi band dan fungsi yang berbeda, seperti pada tabel di bawah ini.

Sumber: http://blogs.esri.com/esri/arcgis/2013/07/24/band-combinations-for-landsat-8/

2. 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 6

jendela Available Bands List yang berguna untuk memudahkan pengguna dalam mencari nomor band dan terlihat rapi. Penggabungan beberapa band melalui layer stacking nanti hasilnya akan dikemas menjadi satu file yang jika dibuka dengan aplikasi ENVI Classic 5.3 didalamnya akan terlihat susunan band yang sudah urut berdasarkan nomor band. Langkah – langkah untuk melakukan layer stacking akan dijelaskan di bawah ini. 1) - Buka aplikasi ENVI Classic 5.3 versi 64bit atau 32bit tergantung pada komputer atau laptop yang digunakan terpasang Windows x86 (32bit) atau x64(64bit), - setelah itu akan memunculkan jendela ENVI Classic 5.3 seperti di bawah ini

2) - Setelah muncul jendela ENVI Classic 5.3, arahkan kursor tetikus ke bagian windows dan akan muncul beberapa pilihan. - Lalu pilih Available Bands List, seperti dibawah ini.

3) Setelah itu akan muncul jendela Available Band List seperti di bawah ini.

4) - Setelah muncul jendela Available Bands List, selanjutnya kursor tetikus atau mouse ke menu File dan, 7

-

5) -

akan muncul beberapa pilihan. Pilih Open Image File.

Selanjutnya adalah memanggil file - file citra yang akan dikoreksi. Citra yang digunakan sebagai contoh adalah citra dari Landsat 8. Buka folder yang berisi file – file citra Landsat 8 dan pilih file – file tersebut. Kemudian klik open. Seperti pada gambar di bawah ini

6) - Setelah file – file tersebut telah dipanggil, maka akan nampak daftar citra Landsat 8 pada jendela Available Bands List, - lalu pilih band 1 atau saluran 1 seperti dibawah ini.

8

7) - Setelah dipanggil semua citra Landsat 8, daftar band pada jendela Available Bands List terlihat berantakan dan tidak sesuai dengan nomor band. - Sehingga untuk mencari band yang dibutuhkan kurang efisien sehingga perlu untuk diurutkan agar mudah dalam mencari band yang diinginkan dan terlihat rapi. Selanjutnya mulai untuk masuk proses layer stacking. - Pada jendela ENVI Classic 5.3 klik pilihan Basic Tools lalu pilih Layer Stacking. Seperti pada gambar di bawah ini.

8) - Setelah memilih Layer Stacking, selanjutnya akan muncul jendela Layer Stacking Parameters. - Pada jendela ini, pengguna meng-import band yang akan di - layer stacking dengan cara mengklik tombol Import File. Seperti pada gambar di bawah ini.

9) - Setelah itu, akan muncul jendela Layer Stacking Input File. Pada jendela ini, pengguna dapat memilih band mana saja yang akan di – layer stacking. - Akan tetapi, pada contoh ini yang dipilih adalah semuanya dengan cara mendrag kursor agar semua band terpilih untuk layer stacking. - Setelah terpilih semuanya, klik tombol OK. Seperti pada gambar di bawah ini.

9

10) - Setelah itu, akan kembali pada jendela Layer Stacking Parameters. - Pada jendela Layer Stacking Parameters, pilih Reorder Files. Seperti pada gambar di bawah ini.

11) - Setelah diklik Reorder Files, selanjutnya akan muncul jendela Reorder Files. - Pada jendela ini, pengguna mulai mengurutkan daftar band berdasarkan nomor band. - Cara menggesernya dengan cara klik kiri pada tetikus atau mouse dan tahan, - lalu geser dan arahkan sesuai dengan urutannya. Jika sudah diurutkan, klik OK. Seperti pada gambar di bawah ini.

Sebelum Diurutkan

Setelah Diurutkan

10

12) - Setelah itu, tentukan proyeksi untuk citra. - Pada contoh kali ini menggunakan citra Provinsi Jawa Tengah yang memiliki proyeksi UTM dengan Datum WGS 84 dengan menggunakan satuan unit yaitu meter, berzona 49 dan pilih S yang berarti Lintang Selatan. - Untuk memilih proyeksi disesuaikan dengan kebutuhan, akan tetapi yang sering digunakan adalah UTM dengan Datum WGS 84, - sedangkan untuk zona dan lintang selatan maupun lintang utara tergantung dari daerah yang digambarkan oleh citra. Seperti pada gambar di bawah ini.

13) - Setelah terpilih proyeksi UTM (Universal Transverse Mercator), selanjutnya adalah memilih Datum. - Klik pada tombol Datum, lalu akan muncul jendela Select Geographic Datum lalu pilih WGS 84 setelah itu klik OK. Seperti pada gambar di bawah ini.

14) - Selanjutnya klik Unit, lalu akan muncul jendela Select Projection Units. - Pilih Meters kemudian klik OK. Seperti pada gambar di bawah ini.

11

15) - Kemudian ubah Zone menjadi 49 (opsional sesuai dengan wilayah citra). - Dan Ubah N menjadi S (opsional sesuai dengan letak lintang wilayah citra) dengan cara klik pada lingkaran di sampingnya. Seperti pada gambar di bawah ini.

16) Setelah itu, klik Choose untuk menentukan lokasi folder untuk menyimpan file hasil layer stacking. Lalu akan muncul jendela Output Filename. Pada jendela ini, pengguna dapat memilih lokasi folder yang diinginkan dan nama keluaran yang akan disimpan. Pastikan lokasi folder dan nama file mudah diingat oleh pengguna agar tidak lupa lokasinya jika akan memanggil kembali file hasil keluaran. Setelah itu klik Open untuk menyimpan. Seperti pada gambar di bawah ini.

12

17) - Setelah semuanya sudah diatur, maka klik OK. - Lalu tunggu prosesnya hingga selesai. Seperti pada gambar di bawah ini.

18) - Setelah prosesnya selesai, maka akan muncul hasil layer stacking pada jendela Available Bands List. - Terlihat bahwa hasil layer stacking didalamnya terdapat band – band yang telah di-layer stacking dan map info. Seperti pada gambar di bawah ini.

13

11

3. Koreksi Radiometrik Koreksi radiometrik dilakukan atas dasar untuk memperbaiki kualitas visual citra sekaligus memperbaiki nilai – nilai piksel yangn tidak sesuai dengan nilai pantulan atau pancaran spektral pada objek yang sebenarnya. A. Koreksi Radiometrik Metode DOS (Dark Object Substraction) Secara Manual Menggunakan Software ENVI Classic 5.3 Menurut Chavez Jr (1996), Koreksi DOS merupakan koreksi absolut dimana nilai reflektan pada satelit dikonversi menjadi nilai surface reflectance dengan asumsi bahwa terdapat objek yang mempunyai nilai pantulan mendekati nol persen (misalnya bayangan, air jernih dalam, dan hutan lebat), meskipun demikian sinyal yang terekam pada sensor dari objek tersebut merupakan hasil dari hamburan atmosfer yang harus dihilangkan. 1) - Yang pertama kali dilakukan adalah memanggil file - file citra yang akan dikoreksi. Citra yang digunakan sebagai contoh adalah citra dari Landsat 8. - Buka folder yang berisi file – file citra Landsat 8 dan pilih file – file tersebut. - Kemudian klik open. Seperti pada gambar di bawah ini.

14

1) - Setelah file – file tersebut telah dipanggil, maka akan nampak daftar citra Landsat 8 pada jendela Available Bands List, - lalu pilih band 1 atau saluran 1 seperti dibawah ini. -

2) - Selanjutnya, klik dua kali pada band 1 untuk membuka kenampakan citra pada band 1. - Setelah itu akan muncul tiga jendela yang berisi kenampakan citra Landsat 8 band 1. - Lalu klik kanan pada jendela tersebut, pilih Quick Stats untuk memunculkan data statistik yang berupa grafik dan angka yang dikandung dalam band 1. Seperti dibawah ini

3) - Selanjutnya, pada jendela ENVI Classic 5.3. Pilih menu Basic Tools, - lalu pilih submenu Band Math untuk melakukan perhitungan koreksi radiometric metode DOS. Seperti di bawah ini.

15

4) -

Setelah itu akan muncul jendela Band Math. Lalu, masukan rumus Nomor Band dikurangi dengan angka pertama setelah angka Nol pada jendela Quick Stats bagian Npts. Seperti di bawah ini, diketahui bahwa angka setelah Nol adalah 41. Setelah dimasukkan rumusnya, lalu pilih Add to List dan pilih oke.

16

5) -

Setelah itu, akan muncul jendela Variables to Bands Pairings. Rumus yang dimasukkan sebelumnya akan dikenali sebagai undefined atau belum diketahui. Sepeti pada gambar di bawah ini.

6) -

Setelah itu, pada kolom Available Bands List. Pilih band yang sedadng diproses, yaitu band 1. Maka status yang undefined tadi akan berubah sesuai dengan band 1. Seperti pada gambar di bawah ini.

17

7) Setelah itu, pilih Choose untuk menyimpan perubahan status tadi ke folder yang diinginkan agar memudahkan dalam memanggil kembali file yang tersimpan. Seperti gambar di bawah ini.

8) -

Setelah itu, akan muncul jendela Output Filename. Beri nama yang sesuai dengan band yang diproses. Setelah diberi nama yang sesuai, klik open untuk menyimpan file ke dalam folder yang diinginkan. Seperti pada gambar di bawah ini.

9) - Setelah file tersimpan, maka akan kembali ke jendela Variables to Band Pairings. - Setelah semuanya telah diatur, maka klik oke untuk menghasilkan band citra yang telah terkoreksi radiometrik dengan metode DOS.

18

10) Setelah itu, akan muncul band 1 yang telah terkoreksi radiometrik metode DOS pada jedela Available Bands List.

11) -

Setelah itu, klik Display 1 yang ada di samping Load Dispplay. Setelah diklik akan muncul pilihan New Display, lalu klik. Setelah diklik, akan muncul jendela kosong berwarna hitam. Seperti pada gambar di bawah ini.

19

12) - Setelah muncul jendela kosong berwarna hitam, maka selanjutnya adalah meng-klik dua kali pada citra band 1 yang telah dikoreksi sebelumnya. - Setelah itu, citra band 1 yang terkoreksi akan muncul kenampakan hasilnya pada jendela kosong berwarna hitam yang ada di sisi kanan tadi. - Jadi, jendela di sisi kiri adalah kenampakan citra band 1 yang belum terkoreksi dan jendela di sisi kanan adalah kenampakan citra band 1 yang sdah terkoreksi dengan jendela yang bernama Band Math. Seperti pada gambar di bawah ini.

13) - Setelah itu, klik kanan dan pilih Quick Stats pada jendela yang menampilkan kenampakan citra band 1 yang sudah terkoreksi untuk mengetahui perbedaan data statistiknya. - Untuk citra yang sudah terkoreksi akan tampak tidak ada nilai 0 (Nol) di bagian awal pada bagian Npts. Seperti gambar di bawah ini.

20

14) - Selanjutnya, untuk mempermudah dalam membandingkan antara citra yang belum terkoreksi dengan yang sudah terkoreksi. - Dilakukan dengan menyamakan kotak merah penunjuk lokasi pada masing – masing jendela dengan cara mengaktifkan Link Displays. - Klik kanan pada salah satu jendela, lalu pilih Link Displays. Seperti pada gambar di bawah ini.

15) - Setelah itu, akan muncul jendela Link Displays yang berisi tentang pengaturan yang diperlukan. - Akan tetapi, biarkan secara default atau jangan diubah sama – sekali. Lalu klik oke. Seperti pada gambar di bawah ini.

16) - Setelah itu, akan menghasilkan kotak merah penunjuk akan menunjukkan lokasi yang sama di kedua jendela yang berisi kenampakan citra band 1 yang belum terkoreksi dan citra band 1 yang sudah terkoreksi. - Dengan begitu, untuk membandingkan perbedaan yang ada akan menjadi lebih mudah. Seperti pada gambar di bawah ini. 21

B. Koreksi Radiometrik Metode TOA (Top of Atmosphere) Koreksi radiometrik metode Top of Atmosphere (ToA) merupakan salah satu koreksi radiometric yang bertujuan untuk memperbaiki nilai intensitas piksel akibat variasi sudut penyinaran matahari ketika melakukan perekaman data (Indrianingrum, 2014). Koreksi ini diperlukan untuk menyamakan pantulan objek pada waktu dan daerah liputan yang berbeda sehingga ketika dimozaik objek tersebut memiliki ni...