Laporan Praktikum ER Mapper Koreksi Geometrik dan Radiometrik

Laporan Praktikum ERMapper
Pengolahan Data Citra
Disusun Guna Memenuhi Tugas Teknologi Informasi
Oleh:
Sally Indah Nurdyawati
NIM 21040113130096
Kelas B
PERENCANAAN WILAYAH DAN KOTA
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO
SEMARANG
2013

1. Latar Belakang
ER Mapper adalah salah satu software (perangkat lunak) yang digunakan untuk mengolah data citra atau satelit. Masih banyak perangkat lunak yang lain yang juga dapat digunakan untuk mengolah data citra, diantaranya adalah Idrisi, Erdas Imagine, PCI dan lain-lain. Masing-masing perangkat lunak mempunyai keunggulan dan kelebihannya sendiri. ER Mapper dapat dijalankan pada workstation dengan sistem operasi UNIX dan komputer PCs (Personal Computers) dengan sistem operasi Windows 95 ke atas dan Windows NT.
Dalam kaitannya dengan Perencanaan Wilayah dan Kota, aplikasi ERMapper ini membantu dalam Pembuatan peta detail penggunaan lahan, Perencanaan tata ruang, DED, dan Lanscape pembangunan, Identifikasi dan inventarisasi kawasan-kawasan kumuh, Perencanaan dan manajemen sarana dan prasarana wilayah, Pemetaan kawasan rawan bencana alam, serta Pemantauan dan penanggulangan bencana alam. Dalam laporan praktikum ini akan dibahas mengenai cara mengolah data citra landsat untuk mengetahui keadaan permukaan bumi yang dapat dilihat dari berbagai aspek.
2. Permasalahan Perkembangan kota seringkali tidak sejalan dengan rencana yang telah digariskan dalam Rencana Umum Tata Ruang (RUTR) suatu wilayah. Untuk mengetahui perkembangan tersebut, harus dilakukan analisis penginderaan jauh berupa citra. Dalam mengolah data citra, perlu adanya penyesuaian antara data yang didapat dengan keadaan yang ada pada bumi.
Citra mentah harus selalu diproses untuk menghilangkan kesalahan geometric dan merektifikasi citra kepada koordinat system bumi yang sebenarnya. Dengan citra satelit, sebagai contoh, kesalahan-kesalahan itu didahului oleh beberapa faktor seperti, putaran (roll), gerak anggukan (pitch) dan penyimpangan dari garis lurus (yaw) platform satelit dan kelengkungan bumi. Untuk mengoverlaikan atau memosaik citra dalam ERMapper, citra tersebut harus berada pada system koordinat yang sama.
3. Kajian Teori
3.1 ERMapper
ER Mapper merupakan perangkat lunak pengolah citra -termasuk citra satelit penginderaan jauh- (geographic image processing products), ER Mapper dapat dijalankan pada workstation dengan sistem operasi UNIX dan komputer PC dengan sistem operasi Windows 9x atau NT. ER Mapper dapat dengan mudah menampilkan dan mengolah data raster, menampilkan dan mengedit data vector dan menghubungkan dengan yang berbasais sistem informasi geografis (SIG), sistem manajemen basis data (database management) atau dengan sumber lainnya. Konsep pengolahan data pada ER Mapper adalah algoritma, yang memisahkan data citra dari tahapan- tahapan pengolahan citra (image processing). Tahapan-tahap pengolahan citra dapat disimpan dan diedit di dalam suatu file algoritma yang dapat digunakan untuk tahapan pengolahan data citra lainnya.
ER Mapper didisain khusus untuk pengolahan data kebumian, meliputi bidang kebumian (geografi, geologi, geodesi, geofisika), bidang industri, kehutanan dan lingkungan. Aplikasi- aplikasi ER Mapper tersebut dapat disebutkan sebagai berikut :
 Pemantauan lingkungan
 Manajemen dan perencanaan kota dan daerah
 Manajemen sumberdaya hutan
 Layanan informasi dan manajemen pemanfaatan lahan
 Sumberdaya eksplorasi mineral

 Pertanian dan perkebunan
 Manajemen sumberdaya air
 Manajemen sumberdaya pantai dan laut
 Oseanografi fisik
 Eksplorasi dan produksi minyak dan gas bumi.
3.2 Pengolahan Data dengan ER Mapper
Pengolahan data citra merupakan suatu cara memanipulasi data citra atau mengolah suatu data citra menjadi suatu keluaran (output) yang sesuai dengan yang kita harapkan. Adapun cara pengolahan data citra itu sendiri melalui beberapa tahapan, sampai menjadi suatu keluaran yang diharapkan. Tujuan dari pengolahan citra adalah mempertajam data geografis dalam bentuk digital menjadi suatu tampilan yang lebih berarti bagi pengguna, dapat memberikan informasi kuantitatif suatu obyek, serta dapat memecahkan masalah.
Data digital disimpan dalam betuk barisan kotak kecil dua dimensi yang disebut pixels (picture elements). Masing-masing pixel mewakili suatu wilayah yang ada dipermukaan bumi. Struktur ini kadang juga disebut raster, sehingga data citra sering disebut juga data raster. Data raster tersusun oleh baris dan kolom dan setiap pixel pada data raster memiliki nilai digital. Data yang didapat dari satelit umumnya terdiri beberapa bands (layers) yang mencakup wilayah yang sama. Masing-masing bands mencatat pantulan obyek dari permukaan bumi pada panjang gelombang yang berbeda. Data ini disebut juga multispectral data. Di dalam pengolahan citra, juga dilakukan penggabungan kombinasi antara beberapa band untuk mengekstraksi informasi dari obyek-obyek yang spesifik seperti indeks vegetasi, parameter kualitas air, terumbu karang dan lain-lain..
3.3 Koreksi Geometrik (Rektifikasi) Geometrik merupakan posisi geografis yang berhubungan dengan distribusi keruangan (spatial distribution). Geometrik memuat informasi data yang mengacu bumi (geo-referenced data), baik posisi (system koordinat lintang dan bujur) maupun informasi yang terkandung di dalamnya. Menurut Mather (1987), koreksi geometrik adalah transformasi citra hasil penginderaan jauh sehingga citra tersebut mempunyai sifat-sifat peta dalam bentuk, skala dan proyeksi. Transforamasi geometrik yang paling mendasar adalah penempatan kembali posisi pixel sedemikian rupa, sehingga pada citra digital yang tertransformasi dapat dilihat gambaran objek dipermukaan bumi yang terekam sensor. Pengubahan bentuk kerangka liputan dari bujur sangkar menjadi jajaran genjang merupakan hasil transformasi ini. Tahap ini diterapkan pada citra digital mentah (langsung hasil perekaman satelit), dan merupakan koreksi kesalahan geometric sistematik. Sebuah ground control point (GCP) adalah sebuah titik di permukaan bumi dimana antara koordinat citra (diukur dalam baris dan kolom) dan proyeksi peta (diukur dalam derajat latitude longitude, meter atau feet) dapat diidentifikasi. Pada koreksi geometrik, GCP digunakan untuk transformasi geometri citra sehingga masing-masing pixel terkait dengan sebuah posisi di sistem koordinat bumi sebenarnya (seperti latitude/longitude atau easting/northing). Proses ini kadang disebut dengan "warping" atau “rubhersheeting" karena data citra direntangkan atau dirapatkan sesuai keperluan untuk menyesuaikan dengan grid peta bumi atau system koordinat. Koreksi geometrik yang biasa dilakukan adalah koreksi geometrik sistematik dan koreksi geometric presisi. Masing-masing sebagai berikut:

 Koreksi geometrik sistematik melakukan koreksi geomertri dengan menggunakan informasi karakteristik sensor yaitu orientasi internal (internal orientation) berisi informasi panjang focus system optiknya dan koordinat titik utama (primary point) dalam bidang citra (image space) sedangkan distorsi lensa dan difraksi atmosfer dianggap kecil pada sensor inderaja satelit, serta orientasi eksternal (external orientation) berisi koordinat titik utama pada bidang bumi (ground space) serta tiga sudut relative antara bidang citra dan bidang bumi.  Koreksi geometrik presisi pada dasarnya adalah meningkatkan ketelitian geometric dengan menggunakan titik kendali / control tanah (Ground Control Point biasa disingkat GCP). GCP dimaksud adalah titik yang diketahui koordinatnya secara tepat dan dapat terlihat pada citra inderaja satelit seperti perempatan jalan dan lain-lain.
3.4 Koreksi Radiometrik Koreksi radiometrik adalah sebuah proses yang ditujukan untuk memperbaiki nilai piksel supaya sesuai dengan yang seharusnya yang biasanya mempertimbangkan faktor gangguan atmosfer sebagai sumber kesalahan utama. Efek atmosfer menyebabkan nilai pantulan obyek dipermukaan bumi yang terekam oleh sensor menjadi bukan merupakan nilai aslinya, tetapi menjadi lebih besar oleh karena adanya hamburan atau lebih kecil karena proses serapan. Metode-metode yang sering digunakan untuk menghilangkan efek atmosfer antara lain metode pergeseran histogram (histogram adjustment), metode regresi dan metode kalibrasi bayangan. (Projo Danoedoro, 1996)
Koreksi radiometrik perlu dilakukan pada data citra dengan berbagai alasan:
 Stripping atau banding seringkali terjadi pada data citra yang diakibatkan oleh ketidakstabilan detektor. Striping atau banding merupakan fenomena ketidak konsistenan perekaman detektor untuk band dan areal perekaman yang sama.
 Line dropout kadang terjadi sebagai akibat dari detektor yang gagal berfungsi dengan tiba- tiba. Jangka waktu kerusakan pada kasus ini biasanya bersifat sementara.
 Efek atmosferik merupakan fenomena yang disebabkan oleh debu, kabut, atau asap seringkali menyebabkan efek bias dan pantul pada detektor, sehingga fenomena yang berada di bawahnya tidak dapat terekam secara normal.
Dengan kata lain, koreksi radiometrik dilakukan agar informasi yang terdapat dalam data citra dapat dengan jelas dibaca dan diinterpretasikan. Kegiatan yang dilakukan dapat berupa:
 Penggabungan data (data fusion), yaitu menggabungkan citra dari sumber yang berbeda pada area yang sama untuk membantu di dalam interpretasi. Sebagai contoh adalah menggabungkan data Landsat-TM dengan data SPOT.
 Colodraping, yaitu menempelkan satu jenis data citra di atas data yang lainya untuk membuat suatu kombinasi tampilan sehingga memudahkan untuk menganalisa dua atau lebih variabel. Sebagai contoh adalah citra vegetasi dari satelit ditempelkan di atas citra foto udara pada area yang sama.
 Penajaman kontras, yaitu memperbaiki tampilan citra dengan memaksimumkan kontras antara pencahayaan dan penggelapan atau menaikan dan merendahkan harga data suatu citra.
 Filtering, yaitu memperbaiki tampilan citra dengan mentransformasikan nilai-nilai digital citra, seperti mempertajam batas area yang mempunyai nilai digital yang sama (enhance edge), menghaluskan citra dari noise (smooth noise), dan lainnya.
 Formula, yaitu membuat suatu operasi matematika dan memasukan nilai-nilai digital citra pada operasi matematika tersebut, misalnya Principal Component Analysis (PCA).

3.5 Komposit Band Band disebut juga Channel atau saluran, Suatu alat spectrum elektromagnetik yang dirancang untuk kepentingan misi tertentu pada sebuah pengindera.  Sebuah pengindera sekurang-kurangnya memiliki satu saluran.  Sekumpulan data berisi nilai-nilai yang disimpan dalam suatu berkas (file) yang menggambarkan spectrum elektromagnetik tertentu.  Sekumpulan data berisikan hasil proses (penisbahan, penambahan, dll) bandband yang lain. Citra multi spektral Landsat dengan resolusi spasial 30m memiliki beberapa band yang karakteristiknya berbeda-beda: 1) Band 1 0.45 – 0.52 mm: Band biru ini memiliki informasi yang tinggi terhadap tubuh air jadi sangat sesuai untuk penggunaan lahan, tanah dan vegetasi. 2) Band 2 0.52 – 0.60 mm: Band hijau ini memiliki informasi mengenai vegetasi selain cocok untuk penggunaan lahan, jalan dan air namun sesuai pula untuk diskriminasi dan assesmen vegetasi. Dimana tanaman-tanaman yang kurang sehat dapat diketahui karena absorbsi cahaya merah oleh klorofil menurun atau refleksi pada daerah merah naik sehingga menyebabkan daun berwarna kuning 3) Band 3 0.63 – 0.69 mm: Band merah ini memiliki informasi mengenai perbedaan antara vegetasi dan non vegetasi, misalnya dapat dilihat adanya perbedaan antara vegetasi dengan tanah khususnya pada daerah urban. 4) Band 4 0.76 – 0.90 mm: Band inframerah dekat ini memiliki informasi mengenai varietas tanam-tanaman serta adanya perbedaan antara unsur air dengan unsur tanah, oleh karena itu dapat dilihat garis pantai dengan jelas. 5) Band 5 1.55 – 1.75 mm: Band inframerah gelombang pendek ini memiliki informasi mengenai perbedaan warna antara tanah terbuka dengan objek-objek lain. Band ini sesuai untuk studi kandungan air tanah, air pada tanam-tanaman, formasi batu-batuan dan geologi pada umumnya 6) Band 6 10.40 -12.50 mm: Band inframerah thermal ini memiliki informasi tentang studi kandungan air tanah, serta dapat membedakan kelembaban tanah dan fenomena-fenomena thermal. 7) Band 7 2.08 – 2.35 mm: Band inframerah gelombang pendek ini memiliki informasi mengenai tanah terbuka sama halnya dengan band 5 akan tetapi lebih mengacu pada studi geologi maupun formasi batu-batuan. 8) Sedangkan untuk band 8 atau sering disebut band pankromatik memilki resolusi spasial 15m. Citra Landsat yang digunakan dalam penelitian ini adalah citra Landsat ortho 14,25m dimana sudah digabungkan antara multispektral dengan pankromatiknya serta kombinasi band yang digunakan hanya band 7, 4 dan 2.
4. Langkah Kerja
4.1 Penggabungan Band
 Buka Aplikasi ERMapper pada laptop atau PC
 Buka citra landsat yang akan diolah. Pilih File pada menu bar  Open

 Pilih data dengan ekstensi .TIF seperti terlihat pada gambar  OK.
 Citra akan tampil seperti gambar di bawah. Lalu klik Edit Algorithm pada toolbar.

 Pada jendela Algorithm, lakukan duplikasi layer (Pseudo Layer) dengan menekan icon Duplicate sebanyak Band yang diinginkan.
 Ubah nama “Pseudo Layer” menjadi “Band” sesuai dengan urutan layer, hal ini dilakukan untuk memudahkan proses penggabungan band. Setelah itu, klik pada icon Load Data Set  pilih file dengan ekstensi .TIF yang berbeda untuk setiap Band. Untuk lebih jelasnya, lihat gambar di bawah.

 Simpan file dengan memilih File  Save As. Simpan dengan ekstensi .ERS  OK
4.2 Koreksi Geometrik (Rektifikasi)
 Buka file citra_gabung.ers yang telah disimpan pada langkah sebelumnya (penggabungan band). File  Open  citra_gabung.ers  OK.
 Berikut adalah citra hasil penggabungan band yang akan direktifikasi. Untuk memulai rektifikasi, pilih Process pada menu bar  Geocoding Wizard.
_B10.TIF untuk Band 1

 Terdapat lima langkah yang harus dilakukan untuk memulai rektifikasi pada geocoding wizard. Pada langkah pertama, pastikan file yang diinput pada “Input File” adalah citra_gabung.ers. Pada Geocoding Type  pilih “Polynomial”. Polynomial biasa digunakan untuk merektifikasi objek dua dimensi.
 Pada langkah kedua, yaitu Polynomial Setup, pilih Polynomial Order dengan bentuk “Linear”.

 Langkah ketiga adalah GCP Setup, pada langkah ini akan diatur koodinat dari citra. Ubah “Ouput Coordinate Space” yang masih berbentuk RAW (koordinat masih belum diset) dengan meng-klik “Change”. Untuk lebih jelasnya, lihat gambar di bawah.
Datum  WGS84
Projectionn  utm  SUTM49
Coord system type  Eastings/Northings

 Pada langkah keempat, dibutuhkan bantuan dari Google Earth. Ini dilakukan agar sampel titik yang diambil memiliki koordinat sesuai dengan koordinat bumi sebenarnya.
Buka Google Earth  Ambil sampel titik  Copy koordinat Eastings (Timuran) dan Northings (Utaraan). Berikut adalah salah satu contoh penandaan titik sampel pada Google Earth.

 Pada aplikasi ERMapper, ambil titik sampel yang sama sesuai dengan titik yang diambil di Google Earth. (lihat titik 1 di Google Earth dan titik 1 di citra pada ERMapper). Pengambilan 5 titik sampel dimaksudkan agar hasil rektifikasi lebih akurat.
Tandai titik pada citra  Paste Eastings dan Northings dari Google Earth  Lakukan langkah yang sama sebanyak 5x  Ubah kolom “Off” menjadi “On”  Lihat nilai RMS.
Nilai yang ditunjukkan pada kolom RMS menunjukkan penyimpangan koordinat. Semakin nilai mendekati 0 (nol) maka semakin akurat. Lihat gambar di bawah.
 Selanjutnya klik icon pada Output Info  Simpan dengan ekstensi .TIF  Save File and Start Rectification  Rectification finished succesfully klik OK.

4.3 Koreksi Radiometrik
 Klik “Edit Algorithm”
 Kombinasikan Band. Kali ini akan digunakan 5 kombinasi band, yaitu 7-4-5, 4-5-3, 5-4-1, 1- 3-5, dan 4-5-7. Yang dilakukan hanayalah mengubah box yang menunjukkan Band yang

digunakan. Citra akan menunjukkan perubahan warna yang berbeda pada setiap kombinasi yang dilakukan seperti gambar di bawah.
 Lakukan koreksi pada warna agar warna yang ditampilkan citra menjadi lebih tajam.
Edit Transform Limit (icon kurva)  Lihat Actual Input Limits.
Limit berkisar antara 0 – 255. Jika tidak menujukkan angka 0 (nol) maka ubah formulanya.
Edit Formula  Kurangi INPUT1 agar limit menjadi 0 (nol)  Apply Changes.
Misal, limit adalah 19 – 255 maka kurangi INPUT1 dengan 19. Lakukan langkah koreksi ini pada layer Red, Green, Blue pada kelima kombinasi band. Lihat gambar di bawah.

5. Hasil dan Pembahasan
5.1 Hasil Koreksi Radiometrik Band 7-4-5
Kombinasi ini tidak melibatkan saluran visibel, memberikan kita penetrasi atmosfer yang terbaik. Pesisir dan garis pantai terdefinisikan dengan baik. Dapat digunakan untuk mencari karakteristik tekstural dan kelembapan tanah. Vegetasi terlihat hijau. Kombinasi ini dapat berguna untuk studi geologi. Hasil koreksi radiometrik pada kombinasi band ini memperjelas warna air yang awalnya agak merah menjadi hitam sehingga garis pantai terlihat lebih jelas. Berikut merupakan hasil citra sebelum koreksi dan setelah dilakukan koreksi.
(Sebelum dilakukan koreksi radiometrik)
(Setelah dilakukan koreksi radiometrik)
Pada komposit band 4,5,3 lahan terbangun ditandai dengan warna biru mudah dengan rona cerah. Kelebihan dari komposit band 4,5,3 untuk interpetasi lahan terbangun adalah dari ronanya. Semakin cerah rona dari warna biru maka lahan terbangun yang ada semakin padat, sedangkan semakin gelap rona dari warna biru maka lahan terbangun yang ada semakin jarang. Kenampakan objek garis berupa jalan terlihat cukup jelas dan dapat dibedakan dengan kenampakan objek area berupa lahan terbangun. Jalan ditunjukan dengan sebuah garis melintang

dengan warna biru berona gelap. Tutupan vegetasi dtandai dengan warna jingga. Komposit band 4,5,3 merupakan komposit warna yang bukan sebenarnya/false color composite dimana cocok untuk mengidentifikasi objek lahan terbangun dan objek jalan. Setelah dilakukan koreksi radiometrik, warna yang dihasilkan menjadi lebih tajam sehingga perbedaan antar warna terlihat lebih jelas. Berikut merupakan hasil citra sebelum koreksi dan setelah dilakukan koreksi.
Komposit band 1, 3, 5 ini biasa digunakan untuk mendeteksi tutupan awan. Dalam gambar terlihat awan ditandai dengan warna putih, daratan berwarna biru, dan perairan ditandai degan warna hijau untuk peairan dangkal dan hitam untuk perairan dalam. Dalam koreksi radiometril yang dilakukan, terlihat jelas perbedaan kontras yang terjadi. Lahan daratan yang tadinya ditandai dengan warna ungu berubah menjadi biru dan terlihat lebih kontras. Komposit and 1, 3, 5 menujukkan perbedaan warna yang kontras sehingga objek awan dapat dideteksi

dengan mudah. Berikut adalah perbandingan citra komposit band 1, 3,5 sebelum dan sesudah dilakukan koreki geometrik.
5.4 Hasil Koreksi Radiometrik Band 5-4-1 Komposit band 5, 4, 1 ini digunakan untuk mendeteksi tutupan vegetasi. Kombinasi tersebut akan menampakkan warna hijau sebagai daerah vegetasi. Perairan diwakilioleh warna biru dan lahan terbangun diwakili oeh warna ungu. Namun, saat koreksi radiometrik dilakukan, terdapat perbedaan pada kenampakan warna. Visualisasi citra terlihat lebih kontras dan nyata. Perairan diwakili oleh warna hitam, lahan terbangun diwakili oleh warna coklat, sedangkan vegetasi tetap berwarna hijau. Berikut adalah gambar citra sebelum dan sesudah dilakuannya koreksi radiometrik.

Komposit band 4, 5, 7 ini biasa digunakan untuk mendeteksi perairan. Saluran 5 sensitif akan variasi kandungan air, vegetasi berdaun banyak dan kelembapan tanah. Saluran ini mencirikan tingkat penyerapan air yang tinggi, sehingga memungkinkan deteksi lapisan air yang tipis (kurang dari 1 cm). Perubahan warna yang dihasilkan dari koreksi radiometrik untuk komposit band ini tidak begitu signifikan. Perubahan terjadi pada daerah perairan yang terlihat lebih jelas dan kontras. Berikut adalah gambar citra sebelum dan sesudah dilakuannya koreksi radiometrik.

6. Daftar Pustaka
___. 2012. “ERMapper”. Dalam www.oocities.org diakses pada tanggal 26 Desember 2013
___. 2013. “Manfaat Citra Satelit di Bidang Perencanaan dan Pembangunan Wilayah”. Dalam www.wordpress.com diakses pada tanggal 26 Desember 2013
Fadilah. 2012. “Komposit Band dalam Citra Satelit”. Dalam www.blogspot.com diakses pada tanggal 26 Desember 2013
Ridwana, Riki. 2012. “Koreksi Geometrik”. Dalam www.blogspot.com diakses pada tanggal 26 Desember 2013
Saribu, Ridwan. 2008. “Koreksi Radiometrik”. Dalam www.blogspot.com diakses pada tanggal 26 Desember 2013

Laporan Praktikum ER Mapper Koreksi Geometrik dan Radiometrik

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to Laporan Praktikum ER Mapper Koreksi Geometrik dan Radiometrik

Similar to Laporan Praktikum ER Mapper Koreksi Geometrik dan Radiometrik (20)

More from Sally Indah N

More from Sally Indah N (20)

Laporan Praktikum ER Mapper Koreksi Geometrik dan Radiometrik