Koreksi Radiometrik dan Koreksi Geometrik dengan ER Mapper

(1)

TUTORIAL DIGITAL

PENGINDERAAN JAUH DAN

SISTEM INFORMASI GEOGRAFI

PEMROSESAN CITRA DIGITAL

ACARA 3

KOREKSI RADIOMETRIK DAN KOREKSI GEOMETRIK DENGAN ER MAPPER

Disusun oleh :

Nama : Ilham Guntara, A.Md. Website : www.guntara.com

(Bebas diakses dengan menyertakan sumber)

GUNTARA INDONESIA CORPORATION

DAERAH ISTIMEWA YOGYAKARTA

(2)

I. JUDUL

Koreksi Radiometrik dan Koreksi Geometrik

II. TUJUAN

1. Melatih koreksi citra digital secara radiometrik.

2. Melatih koreksi citra digital secara geometrik dengan metode image to image.

3. Melatih koreksi citra digital secara geometrik dengan metode image to map.

III. ALAT DAN BAHAN

1. Alat tulis 2. Kertas HVS 3. Flashdisk Drive

4. Data Digital Citra Landsat Sebagian Yogyakarta 5. Seperangkat komputer dengan software ER Mapper

6. Peta Rupabumi Indonesia (RBI) daerah Brosot dan Wates skala 1:25.000. 7. Pedoman Praktikum Pemrosesan Citra Digital

IV. TINJAUAN PUSTAKA

Koreksi radiometrik 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).

Metode yang digunakan dalam pelatihan ini adalah metode penyesuaian histogram. Pemilihan metode ini dilandasi oleh alasan bahwa metode ini cukup sederhana, waktu yang digunakan untuk pemrosesan lebih singkat dan tidak

(3)

Tutorial PJSIG – Ilham Guntara, A.Md. – www.guntara.com

memerlukan perhitungan matematis yang rumit. Asumsi dari metode ini adalah dalam proses koding digital oleh sensor, obyek yang memberikan respon spektral yang paling rendah seharusnya bernilai 0. Apabila nilai ini ternyata melebihi angka 0 maka nilai tersebut dihitung sebagai offset dan koreksi dilakukan dengan mengurangi seluruh nilai pada saluran tersebut dengan offset-nya.

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.

Geometrik cita penginderaan jauh mengalami pergeseran, karena orbit satelit sangat tinggi dan medan pandangya kecil, maka terjadi distorsi geometric. Kesalahan geometrik citra dapat tejadi karena posisi dan orbit maupun sikap sensor pada saat satelit mengindera bumi, kelengkungan dan putaran bumi yang diindera. Akibat dari kesalahan geometric ini maka posisi pixel dari data inderaja satelit tersebut sesuai dengan posisi (lintang dan bujur) yang sebenarnya.

Teknik koreksi geometrik triangulasi dilakukan koreksi secara linear dalam setiap segitiga yang dibentuk oleh tiga GCP dan daerah yang mempunyai kesalahan geometric besar diberikan GCP lebi banyak. Persyaratan pengambilan titik di lapangan adalah (a) teridentifikasi jelas pada citra satelit, (b) wialyah harus terbuka agar tidak terjadi multipath, (c) permukaan tanah stabil, tidak pada daerah yang sedang atau akan dibangun, (d) Lokasi pengukuran aman dan tidak ada gangguan.

(4)

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. Rektifikasi adalah proses menggunakan GCP 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.

Ortorektifikasi adalah bentuk lebih akurat dari rektifikasi karena mengambil penghitungan sensor (kamera) dan karakteristik platform (pesawat terbang). Ini khusus direkomendasikan untuk foto udara. Ortorektifikasi dicakup terpisah di dalam `Image orthorectification'.

Registrasi adalah penyesuaian sederhana dua citra sehingga mereka dapat dioverlai atau superimpose untuk perbandingan. Dalam kasus ini, citra tidak harus direktifikasi ke dalam proyeksi peta (mereka dapat berada dalam sistem koordinat `raw'). ERMapper Rectification utilities biasanya sering digunakan untuk melaksanakan empat jenis operasi yang berbeda.

1. Image to map rectification menggunakan polynomial (titik kontrol) atau gcocoding linier untuk merektifikasi sebuah citra ke dalam sebuah datum dan proyeksi peta menggunakan GCP

2. Image to image rectification menggunakan polynomial (titik kontrol) atau geocoding linier untuk merektifikasi satu citra ke citra yang lainnya menggunakan GCP

3. Map to map transformation, mentranformasikan sebuah citra yang sudah direktifikasi dari satu datum/proyeksi peta ke datum/proyeksi peta lainnya.

(5)

Tutorial PJSIG – Ilham Guntara, A.Md. – www.guntara.com V. METODE

A. Koreksi Radiometrik

1. Menyiapkan alat dan bahan praktikum.

2. Menekan tombol “On” pada CPU dan monitor. 3. Menunggu hingga tampil layar desktop.

4. Menunggu hingga pointer berwujud panah mucnul (artinya sistem sudah siap untuk menerima perintah).

5. Memilih dan double click pada program bernama “ER Mapper” yang ada di layar desktop atau bisa mencarinya di Start Menu.

6. Memilih menu toolbar File lalu Open pada ER Mapper.

(6)

8. Menampilkan citra sebelum dikoreksi radiometrik.

9. Memilih menu toolbar View > Algorithm pada ER Mapper.

10. Memilih toolbar edit transform untuk mengetahui besar koreksi radiometrik yang akan dilakukan.

11. Mengetahui besar koreksi radiometrik untuk band merah dengan melihat nilai minimal pada histogram/transform band merah tersebut.

(7)

12. Mengetahui besar koreksi radiometrik untuk band hijau dengan melihat nilai minimal pada histogram/transform band merah tersebut.

13. Mengetahui besar koreksi radiometrik untuk band biru dengan melihat nilai minimal pada histogram/transform band merah tersebut.

14. Melakukan proses koreksi radiometrik citra dengan memilih tombol edit formula.

(8)

15. Memilih band merah lalu memasukkan rumus dalam kotak formula INPUT1-(nilai minimum band merah)

16. Memilih tombol apply changes.

17. Memilih band hijau lalu memasukkan rumus dalam kotak formula INPUT1-(nilai minimum band hijau)

19. Memilih band merah lalu memasukkan rumus dalam kotak formula INPUT1-(nilai minimum band merah)

(9)

21. Memilih close lalu menampilkan histogram/transform citra hasil koreksi radiometrik per band lalu memilih tombol refresh sehingga tampilan citra Landsat TM komposit band muncul dengan sempurna. 22. Menampilkan citra hasil koreksi radiometrik.

23. Menyimpan citra hasil koreksi radiometrik dalam format .alg dengan cara memilih menu File > Save as lalu memberi nama dan mimilih OK.

24. Menyimpan citra hasil koreksi radiometrik dalam format .jpg dengan cara memilih menu File > Save as lalu memberi nama dan mimilih OK.

(10)

25. Membuka file citra hasil koreksi radiometrik berformat .alg dengan cara memilih menu File > Open.

26. Membuka file citra hasil koreksi radiometrik berformat .jpg dengan cara memilih menu File > Open.

27. Menampilkan histogram/transformasi citra hasil koreksi radiometrik berformat .jpg per band dengan cara memilih menu toolbar View > Algorithm > Edit Transform pada ER Mapper.

(11)

B. Koreksi Geometrik Image to Image dan Image to Map 1. Memilih menu toolbar File lalu Open pada ER Mapper.

2. Memilih file yang dibuka yaitu ‘citraolahh.ers’ lalu memilih OK.

(12)

4. Mengatur komposit citra tersebut dengan komposit band 232 lalu memilih tombol refresh sehingga tampilan citra Landsat TM komposit band muncul dengan sempurna.

5. Memilih menu Process > Geocoding Wizard pada ER Mapper.

6. Memilih tipe geocoding (type geocoding) yaitu ‘triangulation’ lalu memilih submenu ‘triangulation setup’.

(13)

7. Memilih ‘Linear’ pada ‘Triangulation Order’ lalu memilih submenu ‘GPC Setup’ pada jendela Geocoding Wizard di ER Mapper.

8. Mengatur ‘Coordinate Space’ pada ‘GCP Setup’ dengan cara memilih tombol ‘change’.

9. Memilih datum ‘WGS84’ projection ‘SUTM49’ dan coordinate system type ‘Eastings/Northings’ lalu memilih OK.

(14)

10. Membuka citra yang sudah terkoreksi geometriknya sebagai acuan koreksi geometrik (metode image to image) citra yang sedang dikoreksi dengan cara memilih menu toolbar File lalu Open pada ER Mapper.

11. Memilih file yang dibuka yaitu ‘yogyakarta_2001.ers’ lalu memilih OK.

12. Menuju submenu ‘GCP Edit’ pada Geocoding Wizard untuk menentukan titik-titik GCP untuk koreksi geometrik citra.

(15)

13. Menentukan GCP pertama dengan cara memilih suatu objek permanen pada citra yang sedang dikoreksi dan memilih objek permanen yang sama juga di citra yang sudah terkoreksi.

14. Menentukan GCP kedua dengan cara memilih suatu objek permanen pada citra yang sedang dikoreksi dan memilih objek permanen yang sama juga di citra yang sudah terkoreksi.

15. Menentukan GCP ketiga dengan cara memilih suatu objek permanen pada citra yang sedang dikoreksi dan memilih objek permanen yang sama juga di citra yang sudah terkoreksi.

16. Menentukan GCP keempat dengan cara memilih suatu objek permanen pada citra yang sedang dikoreksi dan memilih objek permanen yang sama juga di citra yang sudah terkoreksi.

17. Memilih tombol ‘on’ untuk setiap GCP pada submenu ‘GCP Edit’ supaya mengaktifkan keakurasian koreksi geometrik yang dilakukan sehingga dapat diketahui tingkat akurasi (RMS)-nya, akurasi yang semakin tepat adalah yang RMS semakin kecil.

(16)

18. Menuju submenu ‘Rectify’ untuk menyimpan citra hasil koreksi geometrik lalu memberi nama file, mengatur lokasi penyimpanan, kemudian memilih ‘Save’.

19. Menampilkan citra hasil pengoreksian geometrik metode Image to Image dengan cara memilih menu File > Open > nama citra yang bersangkutan lalu OK.

20. Menuju kembali submenu ‘GCP Edit’ pada Geocoding Wizard di ER Mapper kemudian menghapus semua GCP yang ada pada tabel tersebut.

21. Membuka peta RBI daerah Wates dan Brosot skala 1:25.000.

22. Menentukan GCP pertama dan kedua dengan cara memilih suatu objek permanen pada peta RBI daerah Brosot.

23. Menentukan GCP ketiga dan keempat dengan cara memilih suatu objek permanen pada peta RBI daerah Wates.

(17)

24. Menghitung selisih koordinat UTM titik-titik GCP yang sudah ditentukan dalam peta RBI tersebut, dengan rumus sebagai berikut:

Selisih X = 𝐽𝑎𝑟𝑎𝑘 𝑜𝑏𝑗𝑒𝑘 𝑘𝑒 𝑔𝑎𝑟𝑖𝑠 𝑔𝑟𝑖𝑑_{𝐽𝑎𝑟𝑎𝑘 𝑎𝑛𝑡𝑎𝑟 𝑔𝑟𝑖𝑑} 𝑥 1000

Selisih Y = 𝐽𝑎𝑟𝑎𝑘 𝑜𝑏𝑗𝑒𝑘 𝑘𝑒 𝑔𝑎𝑟𝑖𝑠 𝑔𝑟𝑖𝑑_{𝐽𝑎𝑟𝑎𝑘 𝑎𝑛𝑡𝑎𝑟 𝑔𝑟𝑖𝑑} 𝑥 1000

25. Menghitung koordinat UTM titik-titik GCP tersebut, dengan rumus sebagai berikut:

Koordinat X = Koordinat mE (east) ± selisih X

Koordinat Y = Koordinat mN (north) ± selisih Y

26. Membuat titik GCP baru sebanyak empat kali pada submenu ‘GCP Edit’ lalu mengeplot titik-titik GCP pada citra tersebut sesuai dengan titik-titik GCP yang sudah diplotkan di peta RBI sebelumnya.

27. Memasukkan hasil perhitungan koordinat UTM setiap titik GCP pada tabel kolom ‘easting’ dan ‘northing’ dalam submenu ‘GCP Edit’ di ER Mapper.

28. Memilih tombol ‘on’ untuk setiap GCP pada submenu ‘GCP Edit’ supaya mengaktifkan keakurasian koreksi geometrik yang dilakukan sehingga dapat diketahui tingkat akurasi (RMS)-nya, akurasi yang semakin tepat adalah yang RMS semakin kecil.

(18)

29. Menuju submenu ‘Rectify’ untuk menyimpan citra hasil koreksi geometrik lalu memberi nama file, mengatur lokasi penyimpanan, kemudian memilih ‘Save’.

30. Menampilkan citra hasil pengoreksian geometrik metode Image to Map dengan cara memilih menu File > Open > nama citra yang bersangkutan lalu OK.

31. Menutup semua jendela ER Mapper dan aplikasi lainnya pada komputer kemudian ematikan komputer secara baik dan benar.

(19)

Tutorial PJSIG – Ilham Guntara, A.Md. – www.guntara.com VI. HASIL

1. Tampilan Citra Hasil Koreksi Radiometrik dan Histogram (sebelum dan sesudah)

a. Citra sebelum koreksi radiometrik

(20)

(21)

(22)

2. Tampilan Jendela Transformasi Histogram dari Kedua Format Penyimpanan yang Berbeda (.alg dan .jpg)

(23)

(24)

3. Tabel RMS Error 4 Titik Image to Image

(25)

5. Tabel RMS Error 4 Titik Image to Map

(26)