Kalibrasi radiometrik merupakan langkah pertama dalam pengolahan data citra satelit untuk mengubah nilai digital piksel menjadi radiance, reflectance, atau suhu permukaan. Ada dua metode kalibrasi yaitu menggunakan gain dan offset serta menggunakan nilai maksimum dan minimum. Metode gain dan offset mengkonversi nilai digital menjadi radiance atau reflectance menggunakan faktor skala tambah dan kali, sedangkan metode maksimum minimum menghitung radi

1. KALIBRASI RADIOMETRIK
Marita Ika Joesidawati

3. • Kalibrasi Radiometrik merupakan langkah
pertama yang harus dilakukan saat kita
mengolah data citra satelit.
• Tujuan utama dari Kalibrasi radiometrik ini
adalah untuk mengubah data pada citra yang
(pada umumnya) disimpan dalam bentuk
Digital Number (DN) menjadi radiance
dan/atau reflectance, bisa juga ke brightness
temperature (untuk kanal Termal Infra Red)

4. Sebelum Kalibrasi
• Sebelum melakukan kalibrasi radiometrik, penting
untuk mengetahui resolusi radiometrik dari citra yang
kita gunakan.
• Misal untuk Landsat 7, resolusi radiometriknya adalah
8 bits atau setara dengan ( 2 pangkat 8 ) 256 pixel
value, (atau Digital Number, atau Digital Count atau
dikenal juga dengan istilah grayscale), berarti data
yang kita gunakan memiliki gradasi grayscale dari 0
sampai 255.
• Contoh lainnya adalah Landsat 8 yang mengggunakan
16 bits, artinya digital number (DN) terletak dalam
rentang 0 sampai 2 pangkat 16 (==65536).

5. Metode Kalibrasi
• Menggunakan Gain dan Offset,
– data yang diperlukan adalah radiance atau
reflectance multiple rescalling factor (GAIN) dan
additive rescalling factor (OFFSET)
• Menggunakan nilai radiance atau reflectance
maksimum dan minimum.

6. 1. GAIN-OFFSET
a). Konversi DN ke TOA Radiance (catatan: TOA = Top of atmosphere)
Lλ = MLQcal + AL
Lλ = TOA spectral radiance (Watts/( m2 * srad * μm))
ML = Band-specific multiplicative rescaling factor from the
metadata (RADIANCE_MULT_BAND_x, where x is the band number)
AL = Band-specific additive rescaling factor from the metadata
(RADIANCE_ADD_BAND_x, where x is the band number)
Qcal = Quantized and calibrated standard product pixel values (DN)

7. 1. GAIN-OFFSET
b). Konversi DN ke TOA Reflectance (ρ) (catatan: TOA = Top of atmosphere)
ρλ‘ = MρQcal + Aρ
ρλ‘ = TOA planetary reflectance, without correction for solar angle. Note
that ρλ’ does not contain a correction for the sun angle. — untuk
mengoreksi reflectance terhadap sudut matahari lihat CARA KEDUA
bagian b
Mρ = Band-specific multiplicative rescaling factor from the metadata
(REFLECTANCE_MULT_BAND_x, where x is the band number)
Aρ = Band-specific additive rescaling factor from the metadata
(REFLECTANCE_ADD_BAND_x, where x is the band number)
Qcal = Quantized and calibrated standard product pixel values (DN)

8. 2. MAX-MIN
a). Konversi DN ke TOA Radiance
Lλ={(Lmax-Lmin)/(Qcalmax-
Qcalmin)} * (Qcal-Qcalmax)
✓ Lλ = Spectral Radiance in watts/(meter squared * ster *
μm)
✓ LMAXR = Max Detected Radiance Level
✓ LMINR = Min Detected Radiance Level
✓ QCALMAX = Max Pixel Value
✓ QCALMIN = Min Pixel Value
✓ QCAL = Digital Number

9. 2. MAX-MIN
b). Konversi DN ke TOA Reflectance (ρ) cara 1
ρλ`={(ρmax-ρmin)/(Qcalmax-
Qcalmin)} * (Qcal-Qcalmax)
✓ ρλ = Spectral reflectance (tanpa koreksi solar angle)
✓ ρMAXR = Max Detected Reflectance Level
✓ ρMINR = Min Detected Reflectance Level
✓ QCALMAX = Max Pixel Value
✓ QCALMIN = Min Pixel Value
✓ QCAL = Digital Number

10. 2. MAX-MIN
c). Konversi DN ke TOA Reflectance (ρ) cara 2
ρ=(π*Lλ *d^2)/(Esunλ *cosθ)
✓ρ = Unitless Planetary Reflectance
✓Lλ = Spectral Radiance at The Sensor’s Aperture
✓d2 = Earth-Sun Distance in Astronomical Units
✓ESUNλ = Mean Solar Exoatmospheric Irradiances
✓θ = Solar Zenith Angle in Degrees

11. DN ke brightness temperature
T=K2/{ln(k1/Lλ +1)}
✓ T = At-satellite brightness temperature (K)
✓ Lλ = TOA spectral radiance (Watts/( m2 * srad *
μm))
✓ K1 = Band-specific thermal conversion constant
from the metadata (K1_CONSTANT_BAND_x, where x is
the band number, 10 or 11)
✓ K2 = Band-specific thermal conversion constant
from the metadata (K2_CONSTANT_BAND_x, where x is
the band number, 10 or 11)

12. Notes
Koreksi reflectance dengan solar angle
• ρλ* =ρλ/cos (θSZ )
• ρλ* =ρλ/sin(θSE)

13. Referensi
• http://lmjaelani.com/2013/12/kalibrasi-
radiometrik-mengubah-digital-number-dn-ke-
radiance-danatau-reflectance/

14. Praktikum
• Kalibrasi Citra Landsat dengan Bilko