Using TerraSAR-X and SPOT-6 Image Data
3.2 Pembentukan model 3D
Data ORRI dan DSM tersebut kemudian dibentuk stereomate yang akan digunakan sebagai pasangan image dari ORRI untuk membentuk model 3D. Prinsipnya berkebalikan dengan metode fotogrammetri. Jika dalam fotogrammetri diukur paralaks antara dua foto yang kemudian dikonversi menjadi informasi ketinggian, maka pembentukan model 3D dari data radar adalah dengan mendapatkan paralaks dari ketinggian pada DSM untuk ditambahkan ke ORRI untuk menghasilkan stereomate. Stereomate tersebut akan menjadi pasangan dari citra ORRI yang diolah pada workstation stereo fotogrammetri untuk membentuk model 3D (Mulyana, 2007).
Gambar 5. (a) Data ORRI, (b) Data DSM
Selain membentuk model 3D antara ORRI dan stereomate, dibentuk pula model 3D antara citra SPOT-6 dengan stereomate. Model 3D tersebut digunakan untuk melakukan plotting unsur-unsur planimetris serta penutup lahan, sehingga secara teknis model dari radar dan citra digunakan secara bergantian untuk saling melengkapi. Ketelitian geometrik di sini harus diperhatikan, karena dapat berpengaruh terhadap ketelitian topografi yang dihasilkan dari model 3D yang bersumber dari citra optis, sehingga citra SPOT-6 harus terlebih dahulu diregistrasikan ke ORRI. Metodenya dapat berupa image to image dengan mengacu pada titik-titik ikat yang terlihat jelas di kedua citra (misal persimpangan jalan atau pojok bangunan) dan terdistribusi merata dalam 1 Nomor Lembar Peta (NLP) citra.
Seminar Nasional Penginderaan Jauh -2016
-251- 3.3 Streokompilasi
Setelah model 3D terbentuk, stereoplotting dilakukan pada unsur alam terlebih dahulu seperti perairan, garis punggung bukit (breakline), dan masspoint, kemudian dilanjutkan pada unsur buatan seperti jaringan transportasi dan bangunan. Terakhir, unsur penutup lahan juga dilakukan stereoplotting dengan referensi citra optis (Aprilana, 2010).
Proses stereokompilasi mengacu pada fitur-fitur yang perlu diekstrak berdasarkan skema basisdata rupabumi. Fitur-fitur tersebut tertuang dalam Daftar Kode Unsur Rupabumi yang dikeluarkan oleh Pusat Pemetaan Rupabumi dan Toponim BIG. Tahap stereokompilasi dapat dijabarkan sebagai berikut:
a. Perairan
Plotting unsur perairan diawali dari segmen terluar dari pulau yang dipetakan, yaitu garis pantai. Seperti halnya sungai, garis pantai juga mengacu pada data ORRI, yang berarti garis pantai yang di-plotting tersebut adalah muka laut berdasarkan kenampakan di citra. Garis pantai tersebut merupakan muka laut sesaat karena bersumber dari citra, bukan muka laut rata-rata yang bersumber dari pengukuran pasang surut air laut.
Setelah garis pantai selesai di-plotting, selanjutnya dapat dilakukan plotting unsur sungai. Plotting sungai diawali dari segmen sungai yang bermuara ke pantai. Plotting sungai dilakukan dari hulu ke muara, agar tidak terjadi kesalahan posisi saat membentuk titik gasetir hulu dan muara sungai. Hasil akhir basisdata perairan (setelah ditambahkan dengan hasil survei lapangan) adalah sungai yang dapat diidentifikasi orde sungainya, sehingga sejak stereoplotting sudah dapat dilakukan pemilihan level sungai untuk mengidentifikasi hirarki dari segmen sungai pada sebuah jaringan (Sen dan Gokgoz, 2012). Hal tersebut juga untuk mengantisipasi sungai yang menggantung jika data tersebut dilakukan generalisasi (Susetyo, Nuraeni, dan Perdana, 2016).
Terkait geometri, yang perlu diperhatikan adalah lebar dari sebuah segmen sungai. Lebar sungai minimal yang ditetapkan untuk di-plotting menjadi sungai dua garis adalah 0,5 mm atau 12,5 m pada skala 1:25.000. Angka 0,5 mm merujuk pada ketelitian horizontal terendah yang dapat ditoleransi berdasarkan Peraturan Kepala Badan Informasi Geospasial No. 15 Tahun 2014 tentang Ketelitian Peta Dasar. Sungai dengan lebar lebih dari 12,5 m di-plotting sebagai sungai dua garis, dengan garis tepi sungai dan garis tengah sungai disimpan dalam kode unsur yang berbeda. Sungai dua garis lebih diprioritaskan untuk di-plotting setelah garis pantai. Setelah sungai dua garis selesai di-di-plotting, selanjutnya adalah sungai satu garis (sungai dengan lebar kurang dari 12,5 m), alur sungai, kanal, dan terakhir saluran irigasi/drainase.
Ketinggian unsur perairan yang di-plotting mengacu pada nilai muka air unsur tersebut. Misalkan, ketika melakukan plotting pada sungai dua garis, maka ketinggian garis tepi sungai adalah ketinggian muka air pada perbatasan sungai dan daratan. Hal itu menyebabkan nilai elevasi vertex di kanan dan kiri sungai seharusnya relatif sama. Begitu pula pada danau atau rawa, karena nilai elevasi muka air sama, maka nilai elevasi vertex di garis pembentuk danau atau rawa juga harus sama.
b. Hipsografi
Plotting unsur hipsografi dimulai dari breakline. Breakline digunakan sebagai batas saat terjadi perubahan ketinggian yang ekstrem, seperti garis tepi galian/timbunan, garis lembah, garis patahan tebing, dan garis punggung bukit. Plotting unsur breakline utamanya dilakukan pada daerah bergunung atau berbukit untuk menampilkan relief topografi pada daerah tersebut, meskipun tidak menutup kemungkinan breakline diperlukan pada daerah yang datar.
Setelah breakline selesai di-plotting, selanjutnya dilakukan plotting terhadap unsur masspoint. Masspoint adalah titik-titik DEM yang menggambarkan topografi secara umum, sehingga plotting masspoint akan sangat menentukan kualitas DTM yang dihasilkan. Plotting masspoint dilakukan secara random,dengan kerapatan bergantung pada detail objeknya. Jika topografi objek yang di-plotting bergunung atau berbukit, maka masspoint di-plotting secara rapat (hingga kerapatan 10 m), sedangkan jika topografinya datar, maka masspoint di-plotting dapat secara jarang (hingga kerapatan 100 m).
Plotting masspoint harus memperhatikan garis-garis yang membatasinya, yaitu sungai dan breakline.
Masspoint tidak boleh terlalu dekat dengan sungai dan breakline agar DTM yang dihasilkan menjadi logis. Masspoint juga tidak boleh berada di dalam perairan. Selain itu, nilai elevasi juga harus diperhatikan, dimana masspoint tidak boleh lebih rendah daripada sungai dan tidak boleh lebih tinggi daripada breakline.
Unsur hipsografi, baik masspoint maupun breakline di-plotting di atas tanah (bare earth). Jika plotting dilakukan di atas wilayah yang tertutup vegetasi atau bangunan, maka ketinggian tanah mengacu pada area terbuka di sekitarnya, untuk kemudian diturunkan terhadap permukaan vegetasi atau bangunan di wilayah tersebut.
Stereokompilasi Unsur Rupabumi Skala 1:25.000 Menggunakan Data TerraSAR-X dan Citra SPOT-6 (Susetyo, D.B., dkk.)
-252- c. Transportasi dan utilitas
Prinsip plotting unsur jalan hampir sama dengan plotting unsur sungai. Plotting unsur jalan dimulai dari kelas jalan yang diidentifikasi sebagai kelas jalan yang tertinggi, sehingga jalan yang di-plotting terlebih dahulu adalah jalan arteri, kemudian jalan kolektor, jalan lokal, jalan lain, dan terakhir jalan setapak.
Aturan secara geometri juga sama antara jalan dengan sungai, yaitu jalan dengan lebar lebih dari 12,5 m di-plotting sebagai jalan dua garis, dengan garis tepi jalan di-plotting terlebih dahulu, baru kemudian centerline jalan.
Selain jalan, unsur-unsur transportasi lain seperti landas pacu, air strip, dermaga, atau jembatan juga di-plotting berdasarkan kenampakan pada model. Aturan geometrinya sama seperti jalan, dengan mengacu pada angka 0,5 mm. Jika geometri unsur-unsur tersebut segmennya lebih dari 12,5 m x 12,5 m maka di-plotting sebagai garis, sedangkan jika kurang dari 12,5 m x 12,5 m maka di-di-plotting sebagai titik.
Unsur utilitas yang terlihat di model juga harus dilakukan plotting. Unsur utilitas tersebut adalah unsur yang membentuk jaringan instalasi, seperti jaringan kabel transmisi listrik, tiang listrik, jaringan kabel telepon, menara telepon, atau saluran air hujan. Unsur utilitas yang berupa bangunan tempat jaringan utilitas tersebut dikelola, seperti kantor PLN, kantor PAM, atau kantor POS dan objek-objek yang tidak terlihat di atas tanah seperti jaringan kabel transmisi listrik bawah tanahdan jaringan kabel telepon bawah tanah ditambahkan dari hasil survei lapangan.
d. Bangunan dan fasilitas umum
Unsur bangunan dan fasilitas umum juga menggunakan acuan 12,5 m x 12,5 m untuk menentukan geometri unsur tersebut menjadi garis atau titik. Bangunan dengan geometri lebih dari 12,5 m x 12,5 m di-plotting menggunakan garis tepi bangunan, sedangkan bangunan yang geometrinya kurang dari luasan tersebut kode unsurnya menyesuaikan fungsi bangunan tersebut yang didapatkan dari hasil survei lapangan.
Selain di-plotting secara individual, bangunan dan fasilitas umum pada peta RBI skala 1:25.000 juga dapat di-plotting sebagai blok permukiman.Sesuai dengan SNI 7645:2010 tentang Klasifikasi Penutup Lahan, permukiman didefinisikan sebagai areal atau lahan yang digunakan sebagai lingkungan tempat tinggal atau lingkungan hunian dan tempat kegiatan yang mendukung kehidupan. Sekumpulan objek bangunan yang terkumpul menjadi satu dan memiliki pola tertentu dapat di-plotting sebagai permukiman.
e. Vegetasi dan lahan terbuka
Poligon penutup lahan dalam basisdata RBI dihasilkan dari garis penutup lahan, perairan, dan transportasi. Garis penutup lahan di-plotting menggunakan garis batas area vegetasi dan lahan terbuka, yaitu garis untuk membatasi kenampakan penutup lahan berbeda yang tidak dibatasi oleh fitur sungai maupun jalan.
Gambar 6. Contoh hasil stereokompilasi berdasarkan kenampakan di citra
Hasil stereoplotting berbentuk titik dan garis. Unsur garis dari masing-masing unsur selanjutnya dibentuk poligon. Poligon perairan dibentuk dari garis perairan, poligon transportasi dibentuk dari garis transportasi, poligon bangunan dibentuk dari garis bangunan, dan poligon penutup lahan dibentuk dari garis penutup lahan, sungai, dan jalan. Sebelum dibentuk poligon, terlebih dahulu harus dibuat titik label yang merepresentasikan masing-masing penutup lahan. Titik label tersebut nantinya digunakan untuk mengisi
Seminar Nasional Penginderaan Jauh -2016
-253-
atribut pada poligon yang terbentuk, sekaligus dapat digunakan sebagai petunjuk dalam peta manuskrip yang dibawa saat survei lapangan.
4. KESIMPULAN
Pemetaan rupabumi skala 1:25.000 diawali dari akuisisi data radar, pembentukan model 3D, dan stereokompilasi. Prinsip dasar akuisisi data radar adalah transmisi gelombang elektromagnetik secara side-looking dari wahana (satelit/pesawat) untuk kemudian dipantulkan oleh objek dan diterima oleh receiver sehingga didapatkan informasi mengenai posisi, daya pantulan objek, atau informasi lainnya (Hupton, 2009).
Data tersebut kemudian diproses hingga didapatkan citra 2D dengan resolusi dan akurasi tinggi.
Data radar dalam bentuk ORRI dan DSM tersebut kemudian dibentuk model 3D. Prinsipnya adalah membentuk stereomate yang akan digunakan sebagai pasangan image dari ORRI. Model 3D tersebut kemudian digunakan untuk melakukan stereoplotting, dengan dilakukan pada unsur alam terlebih dahulu seperti perairan, garis punggung bukit (breakline), dan masspoint, kemudian dilanjutkan pada unsur buatan seperti jaringan transportasi dan bangunan. Terakhir, unsur penutup lahan juga dilakukan stereoplotting dengan referensi citra optis (Aprilana, 2010).
5. UCAPAN TERIMAKASIH
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Pusat Pemetaan Rupabumi dan Toponim, Badan Informasi Geospasial, khususnya kepada Kepala Bidang dan Tim RBI Skala Kecil dan Menengah (SKM) yang telah membantu penulis dalam mendapatkan hal-hal yang dibutuhkan dalam penyusunan makalah ini, baik ide, data, dokumen, dan pembelajaran yang membuat penulis dapat menyelesaikan makalah ini. Tulisan ini diharapkan dapat menjadi referensi dan dokumentasi ilmiah dari kegiatan yang sudah dilaksanakan di PPRT untuk digunakan dalam melakukan pengembangan metode ke depan.
DAFTAR PUSTAKA
Airbus Defence and Space. (2014). TerraSAR-X Image Product Guide: Basic and Enhanced Radar Satellite Imagery.
Aprilana. (2010). Proses Stereoplotting Data IFSAR untuk Memutakhirkan Peta RBI Skala 1 : 25.000 Daerah Kabupaten Luwu Utara, Sulawesi Selatan. Rekayasa, XIV(4):202–215.
Badan Informasi Geospasial. (2014). Peraturan Kepala BIG No. 15 Tahun 2014 Tentang Ketelitian Peta Dasar.
Cibinong.
Badan Informasi Geospasial. (2016). Petunjuk Pelaksanaan Pemetaan Rupabumi Skala 1:25.000 Tahapan Stereokompilasi. Cibinong. Diunduh dari http://tx.technion.ac.il/~dalyot/docs/Intro-DTM.pdf
Badan Standardisasi Nasional. (2010). SNI 7645:2010 tentang Klasifikasi Penutup Lahan. Jakarta.
Crosetto, M. (2002). Calibration and Validation of SAR Interferometry for DEM Generation. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, (DECEMBER 2002). http://doi.org/10.1016/S0924-2716(02)00107-7 Hupton, J.R. (2009). Three-Dimensional Target Modeling with Synthetic Aperture Radar. California Polytechnic State
University.
INTERMAP. (2009). Interferometric Synthetic Aperture Radar. Venezia.
Kiefl, N., Koppe, W., dan Hennig, S.D. (2010). Terrasar-X Stereo Digital Elevation Models for Complex Terrain Conditions in Alpine Regions and Its Suitability for Orthorectification Purposes of Optical and Sar Imagery. In ISPRS TC VII Symposium (Vol. XXXVIII, pp. 333–336). Vienna, Austria.
Meyer, N. (2011). DEM products from TerraSAR-X & TanDEM-X.
Mulyana, A.K. (2007). Analisis Tekstur Citra IFSAR untuk Ekstraksi Fitur Rupabumi. In Ekstraksi Unsur Rupabumi dan Studi Deformasi dari Citra Radar dan ASTER (pp. 1–12). Cibinong: Badan Koordinasi Survei dan Pemetaan Nasional (BAKOSURTANAL).
Pranadita, S., dan Harintaka. (2013). Pembuatan Model Elevasi Digital dari Stereoplotting Interaktif Foto Udara Format Sedang dengan Kamera Digicam. Jurnal Ilmiah Geomatika, 19(2):101–105.
Republik Indonesia. (2011). Undang-undang Republik Indonesia Nomor 4 Tahun 2011 Tentang Informasi Geospasial.
Jakarta.
Sen, A., dan Gokgoz, T. (2012). Clustering Approaches for Hydrographic Generalization. In GIS Ostrava. Ostrava.
Susetyo, D.B., Nuraeni, D., dan Perdana, A.P. (2016). Aturan Topologi untuk Unsur Perairan dalam Skema Basis data Spasial Rupabumi Indonesia. In SEMINAR NASIONAL II Pengelolaan Pesisir dan Daerah Aliran Sungai.
Yogyakarta: Fakultas Geografi Universitas Gadjah Mada.
Werninghaus, R., dan Buckreuss, S. (2012). The TerraSAR-X Mission and System Design. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 60(5):1–4.
*) Makalah ini telah diperbaiki sesuai dengan saran dan masukan pada saat diskusi presentasi ilmiah
Stereokompilasi Unsur Rupabumi Skala 1:25.000 Menggunakan Data TerraSAR-X dan Citra SPOT-6 (Susetyo, D.B., dkk.)
-254- BERITA ACARA
PRESENTASI ILMIAH SINAS INDERAJA 2016
Judul Makalah : Stereokompilasi Unsur Rupabumi Skala 1:25.000 Menggunakan Data Terrasar-X dan Citra SPOT-6
Nama Pemakalah : Danang Budi Susetyo (BIG) Diskusi :
Pertanyaan: Dr. Ety Parwati (LAPAN)
1. Apa argumentasi yang menguatkan pernyataan tersebut? Sungai dan breakline masspoint tidak boleh terlalu dekat dengan sungai dan breakline agar DTM yang dihasilkan menjadi logis
2. Seperti disebutkan pada jawaban a, bahwa sungai dan breakline adalah pembatas. Sungai menghasilkan cekungan pada DTM, sedangkan breakline menghasilkan punggung bukit. Selain membentuk model 3D antara ORRI dan stereomate, dibentuk pula model 3D antara citra SPOT-6 dengan stereomate.
Bagaimana perbedaan akurasi antara 3D yang dibentuk dari ORRI dan 3D yang dibentuk dari sitra SPOT?
Jawaban:
1. Sungai dan breakline adalah garis pembatas pada DTM, sehingga jika ada masspoint yang terlalu dekat dengan sungai atau breakline, maka ada kemungkinan terrain yang dihasilkan menjadi tidak smooth atau menjadi terlalu curam, sehingga masspoint tidak boleh terlalu dekat dengan sungai atau breakline.
Masspoint juga tidak boleh berada dalam perairan
Masspoint tidak boleh masuk ke dalam area perairan, karena perairan tidak boleh bergelombang.
Perairan dalam DTM hanya dibentuk oleh garis tepi perairan, dan untuk perairan tergenang seperti danau, rawa, kolam, empang, dll harus datar, sedangkan untuk perairan yang mengalir seperti sungai, ketinggian di kedua sisinya harus sama
2. Selama ini dalam pemetaan RBI, data ORRI adalah yang digunakan sebagai acuan geometri.
Seminar Nasional Penginderaan Jauh -2016
-255-