TINJAUAN PUSTAKA
2.8 Satelit Landsat
Satelit Landsat merupakan salah satu satelit yang digunakan untuk mengamati permukaan bumi. Satelit yang biasa dikenal sebagai satelit sumber daya alam karena fungsinya adalah untuk memetakan potensi sumber daya alam dan memantau kondisi lingkungan. Instrumen satelit Landsat telah menghasilkan jutaan citra. Citra tersebut diarsipkan di Amerika Serikat dan stasiun-stasiun penerima Landsat diseluruh dunia yang memiliki sumber daya untuk riset perubahan global dan aplikasinya pada pertanian, geologi, kehutanan, perencanaan daerah, pendidikan, dan keamanan nasional. Sensor TM mempunyai resolusi sampai 30m x 30m dan bekerja mengumpulkan data permukaan bumi dan luas sapuan 185km x 185km. Penggunaan citra Landsat untuk pemetaan penggunaan lahan khususnya telah populer di negara-negara berkembang untuk mempercepat perolehan data yang diperlukan atau untuk meng-update data lama.
2.8.1 Keunggulan Satelit Landsat
Landsat 8 merupakan kelanjutan dari Landsat yang pertama kali menjadi satelit pengamat bumi sejak 1972. Landsat 8 memiliki karakteristik yang mirip seperti Landsat 7, baik resolusinya (spasial, temporal, spektral), metode koreksi, ketinggian terbang maupun karakteristik sensor yang dibawa. Tambahan yang menjadi titik penyempurnaan dari Landsat 7 yaitu seperti jumlah band, rentang spektrum gelombang elektromagnetik terendah yang dapat ditangkap sensor serta nilai bit (rentang nilai Digital Number) dari tiap piksel citra. Warna objek pada citra tersusun atas 3 warna dasar, Red, Green, dan Blue (RGB). Total dari keseluruhan band sebagai penyusun RGB komposit, sehingga warna-warna objek menjadi lebih bervariasi.
Kelebihan lainnya tentu dalam akses data yang gratis tanpa berbayar. Resolusi yang dimiliki tidak setinggi citra berbayar seperti Ikonos, Geo, Eye dan Quick Bird, namun resolusi 30m x 30m dan pixel 16 bit akan memberikan begitu banyak informasi berharga bagi para pengguna atau pembuatan aplikasi mengenai penginderaan jarak jauh (Remote Sensing).
2.8.2 Band pada Landsat 8
Landsat 8 memiliki sensor dengan rentang yang berbeda masing-masing memiliki karakteristik yang ditentukan oleh frekuensi spektrum elektromagnetik. Setiap rentang tersebut dikenal dengan istilah band. Secara keseluruhan Landsat 8 memiliki 11 band. Tabel 2.3 merupakan karakteristik band pada satelit Landsat 8.
Tabel 2.3Karakteristik Band pada Satelit Landsat 8 (sumber : www.terra-image/band-landsat/)
Nomor Band Panjang
Gelombang (µm)
Resolusi
Spasial Manfaat
1 (Ultra Blue) 0.43 – 0.45 30 m Studi pesisir dan aerosol 2 (Blue) 0.45 – 0.51 30 m Pemetaan batimetri dan
3 (Green) 0.53 – 0.59 30 m Menekankan vegetasi puncak, yang berguna untuk menilai kekuatan tanaman.
4 (Red) 0.64 – 0.67 30 m Mendiskriminasikan lereng vegetasi.
5 (NIR) 0.85 – 0.88 30 m Menekankan konten
biomassa dan garis pantai.
6 (SWIR 1) 1.57 – 1.65 30 m Mendiskriminasikan kadar air tanah dan vegetasi, menembus awan tipis.
7 (SWIR 2) 2.11 – 2.29 30 m Peningkatan kadar air tanah dan vegetasi, penetrasi awan tipis.
8(Panchromatic) 0.50 – 0.68 15 m Resolusi 15 meter, definisi gambar yang lebih tajam.
9 (Cirrus) 1.36 – 1.38 30 m Peningkatan deteksi kontaminasi awan cirrus.
10 (TIR) 10.6 – 11.19 100 m Resolusi 100 meter, pemetaan termal dan perkiraan kelembaban tanah.
11 (TIR) 11.5 - 12.51 100 m Resolusi 100 meter, peningkatan pemetaan termal dan perkiraan kelembaban tanah.
Tabel 2.4Penggunaan Kombinasi Band untuk Aplikasi atau Penelitian. (Sumber: www.blogs.esri.com)
Aplikasi Kombinasi Band
Natural Color (True Color) 4, 3, 2
False color (Urban) 7, 6, 4
Color Infrared (Vegetation) 5, 4, 3
Pertanian 6, 5, 2
Penetrasi Atmosfer 7, 6, 5
Vegetasi Sehat 5, 6, 2
Tanah/Air 5, 6, 4
Natural With Amospheric Removal 7, 5, 3
Shortwave Infrared 7, 5, 4
Analisis Vegetasi 6, 5, 4
2.8.3 Digital Number (DN)
Pixel (picture element) adalah sebuah titik yang merupakan elemen paling kecil pada citra satelit. Angka numeric (1 byte) dari pixel disebut Digital Number (DN). DN bisa ditampilkan dalam warna kelabu, berkisaran antara putih dan hitam (grayscale), tergantung level energi yang terdeteksi. Pixel yang disusun dalam order yang benar akan membentuk sebuah citra.
Citra satelit yang belum diproses disimpan dalam bentuk grayscale yang merupakan skala warna dari hitam ke putih dengan derajat keabuan yang bervariasi. Penginderaan jauh, skala yang dipakai adalah 256 shade grayscale, dimana nilai 0 menggambarkan hitam dan nilai putih 255. Gambar 2.12 menunjukan derajat keabuan dari hubungan antara DN dan derajat keabuan yang menyusun sebuah citra.
Gambar 2.12 Hubungan DN dengan Derajat Keabuan
(Sumber: http://hosting.soonet.ca/eliris/remotesensing/bl130lec10.html)
Citra multispectral mempunyai beberapa DN, sesuai dengan jumlah band yang dimiliki. Sebagai contoh, untuk Landsat 7 mempunyai pixel 7 DN dari 7 band yang dimiliki. Citra bisa ditampilkan untuk masing-masing band dalam bentuk hitam dan putih maupun kombinasi 3 band sekaligus, yang disebut komposit warna (color composites).
2.8.4 Resolusi Spasial Citra
Resolusi spasial citra merupakan ukuran terkecil dari suatu bentuk permukaan bumi yang bisa dibedakan dengan bentuk permukaan disekitarnya, atau sesuatu yang ukurannya bisa ditentukan. Citra Landsat memungkinkan pengguna untuk menentukan luas suatu objek dipermukaan bumi berdasarkan resolusi spasial yang terdapat pada spesifikasi setiap band. Kemampuan tersebut memungkinkan pengguna untuk melakukan analisa dan identifikasi luas objek tertentu dipermukaan bumi.
Gambar 2.13 Resolusi Spasial Band 5 (Near Infrared)
Setiap band memiliki resolusi spasial yang berbeda, sebagai contoh band 5 (Near Infrared) pada satelit Landsat 8 OLI/TIRS memiliki resolusi spasial 30m x 30m, jadi, citra tersebut memiliki luas bidang sebesar 900 m2 untuk setiap piksel atau kotaknya. Gambar 2.13 menunjukan resolusi spasial band 5 (Near Infrared).
2.8.5 Koreksi Radiometrik
Koreksi radiometrik merupakan perbaikan citra akibat kesalahan radiometrik atau cacat radiometrik. Koreksi radiometrik bertujuan untuk memperbaiki nilai piksel agar sesuai dengan nilai atau warna asli. Efek dari atmosfer menyebabkan nilai pantulan objek dipermukaan bumi yang terekam oleh sensor menjadi bukan merupakan nilai aslinya, tetapi menjadi lebih besar, karena adanya hamburan atau lebih kecil dalam proses serapan. Metode yang sering digunakan untuk menghilangkan efek atmosfer antara lain metode pergeseran histogram (histogram adjustment), metode regresi dan metode kalibrasi bayangan (Projo Danoedoro, 1996).
Standar Landsat 8 yang disediakan oleh USGS terdiri dari bilangan yang terkuantisasi dan terkalibrasi secara Digital Number (DN). Digtal Number mewakili data gambar multispektral yang diperoleh dari kedua buah sensor (OLI dan TIRS). Digital Number ditampilkan ke dalam format 16 bit unsigned integer dan dapat dikalibrasi kembali ke nilai koreksi radiometrik Top Of Atmosphere
(TOA) menggunakan koefisien rescaling radiometrik yang disediakan dalam file metadata (file MTL).
Persamaan koreksi radiometrik dengan memanfaatkan koefisien rescaling reflektan yaitu sebagai berikut (landsat.usgs.gov):
ρλ' = MρQcal + Aρ (2.2)
Dimana: