37
38
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Sistem Informasi Geografis (SIG) atau lebih dikenal dengan akronim GIS merupakan sistem yang didesain untuk menangkap, menyimpan, memanipulasi, menganalisa, mengatur dan menampilkan seluruh jenis data geografis . Dalam artian sederhana sistem informasi geografis dapat disimpulkan sebagai gabungan kartografi, analisis statistik dan teknologi sistem basis data (database). GIS memiliki 4 komponen yaitu sistem komputer dan perangkat lunak , data spatial, database Manajemen Sistem dan sumber daya manusia. Sistem informasi Geografis (SIG) terdiri dari 3 jenis yaitu Berdasarkan teknologi dan implementasinya, GIS dikategorikan dalam 3 (tiga) aplikasi yaitu:SIG, SIG berbasis Web, dan SIG berbasis mobile, SIG berbasis desktop secara sederhana, desktop GIS dapat desfinisikan sebagai aplikasi sistem informasi geografis yang diimplementasikan pada komputer desktop (stand alone) (Irsa et al., 2020).
Penginderaan jarak jauh telah lama memegang peran penting dan efektif dalam pemantauan tutupan lahan dengan kemampuannya menyediakan informasi mengenai keragaman spasial di permukaan bumi dengan cepat, luas, tepat, serta mudah. Aktivitas penginderaan jauh sudah lama dilaksanakan di Indonesia sejak 1993 untuk mendukung berbagai sektor pembangunan dan pelestarian lingkungan.
Terlebih saat ini, beberapa citra satelit penginderaan jauh bisa diperoleh dengan mudah dan gratis, seperti citra satelit Landsat 8. Pada pendistribusiannya, citra satelit Landsat 8 bisa didapatkan dalam bentuk data mentah (raw data) ataupun data yang sudah diproses terlebih dahulu sebelum dibagikan (Matiur et al., 2019).
Penginderaan jarak jauh didefinisikan sebagai suatu seni dalam mengolah citra dan menafsirkan untuk mendapatkan suatu informasi. Data mentah citra satelit memiliki berbagai macam resolusi seperti rendah, menengah, tinggi dan sangat tinggi. Pemanfaatan citra dengan resolusi tinggi dan turunannya adalah untuk memperbarui peta skala besar yang berguna untuk memantau perkembangan bangunan di suatu wilayah. Akan tetapi pemanfaatan teknologi ini untuk updating peta skala besar mempunyai beberapa kendala, misalnya
39
perekaman data oleh sensor satelit yang tidak dapat digunakan secara langsung karena masih terdapat beberapa kesalahan geometrik yang harus dieliminir (Lukiawan et al., 2019).
Teknologi penginderaan jauh adalah suatu teknologi yang dapat dimanfaatkan. Penginderaan jauh merupakan suatu ilmu atau teknologi untuk memperoleh informasi atau fenomena alam melalui analisis suatu data yang diperoleh dari hasil rekaman obyek, daerah atau fenomena yang dikaji. Perekaman atau pengumpulan data penginderaan jauh dilakukan dengan menggunakan alat pengindera (sensor) yang dipasang pada pesawat terbang atau satelit.
Penginderaan jauh pada dasarnya memanfaatkan gelombang elektromagnetik untuk memperoleh informasi dari suatu objek, materi dan fenomenanya tanpa adanya kontak langsung dengan objek tersebut. Setiap objek memiliki respon dalam menyerap, memantulkan atau memancarkan panjang gelombang elektromagnetik tertentu, sehingga setiap objek dapat dibedakan berdasarkan respon spektralnya . Semakin banyak jumlah band atau saluran yang dimiliki oleh citra satelit maka semakin banyak informasi objek yang dapat diidentifikasi. (Rini dan Susatya, 2019).
citra satelit yang direkam melalui sensor satelit pada dasarnya masih mempunyai kesalahan yang diakibatkan oleh kesalahan sistematik dan non- sistematik. Kesalahan sistematik disebabkan antara lain oleh faktor kelengkungan permukaan bumi, sedangkan kesalahan non-sistematis diakibatkan oleh perbedaan tinggi pada objek di permukaan bumi. Proses untuk koreksi kesalahan sistematis secara langsung memalui proses koreksi geometrik dengan menggunakan parameter satelit saat perekaman. Kesalahan non-sistematis bisa dieliminasi dengan melakukan koreksi orthorektifikasi. Kesalahan geometrik citra bisa berasal dari kesalahan internal satelit, sensor (sensor miring/ off-nadir) ataupun kesalahan off-nadir dan eksternal. (Lukiawan et al., 2019).
Tujuan
Tujuan dari praktikum Penginderaan Jarak Jauh yang berjudul “Koreksi Radiometrik” adalah untuk mengetahui langkah-langkah dalam melakukan koreksi radiometrik pada citra landsat 8 menggunakan ERDAS Imagine.
40
TINJAUAN PUSTAKA
Sistem Informasi Geografis atau dalam bahasa Inggris adalah Geographic Information System (GIS) merupakan sistem informasi berbasis komputer yang digunakan untuk mengolah dan menyimpan data atau informasi geografis. SIG mulai dikenal pada awal 1980-an, sejalan dengan berkembangnya perangkat komputer, baik perangkat lunak maupun perangkat keras. SIG berkembang sangat pesat pada era 1990-an hingga saat ini. Komponen kunci dalam SIG adalah sistem komputer, data geospatial (data atribut) dan pengguna. Saat ini, Sistem Informasi Geografis (SIG) mengalami perkembangan yang berarti seiring kemajuan teknologi informasi. SIG merupakan sistem informasi berbasis computer yang menggabungkan antara unsur peta dan informasinya tentang peta tersebut (data atribut) yang dirancang untuk mendapatkan, mengolah, memanipulasi, analisa, memperagakan dan menampilkan data spasial untuk menyelesaikan perencanaan, mengolah dan meneliti permasalahan (Khoirunnisa et al., 2019).
Penginderaan jauh (atau disingkat inderaja) adalah pengukuran atau akuisisi data dari sebuah objek atau fenomena oleh sebuah alat yang tidak secara fisik melakukan kontak dengan objek tersebut atau pengukuran atau akuisisi data dari sebuah objek atau fenomena oleh sebuah alat dari jarak jauh, (misalnya dari, pesawat luar angkasa, satelit, atau alat lain). Contoh dari penginderaan jauh antara lain satelit pengamatan bumi, satelit cuaca, dan wahana luar angkasa yang memantau planet dari orbit. Inderaja berasal dari bahasa Inggris remote sensing, bahasa Perancis télédétection, bahasa Jerman fernerkundung, dan Portugis sensoriamento remota. Di masa modern, istilah penginderaan jauh mengacu kepada teknik yang melibatkan instrumen di pesawat atau pesawat luar angkasa dan dibedakan dengan penginderaan lainnya seperti penginderaan medis atau fotogrametri. Istilah "penginderaan jauh" umumnya lebih kepada yang berhubungan dengan teresterial dan pengamatan cuaca. Teknologi inderaja, dalam hal ini citra satelit beresolusi tinggi, dipandang sebagai metode yang tepat untuk memperoleh data tutupan/penggunaan lahan. (Suheri et al., 2021).
Citra Landsat 8 itu sendiri adalah satelit yang bertugas mengobservasi bumi dan merupakan hasil kerja sama antara National Aeronauticsand Space Administration (NASA) dan juga U.S Geographical Survey (USGS).
41
Satelit Landsat 8 memiliki 2 sensor yaitu Operational Land Imager (OLI) dan Thermal Infrared Sensor (TIRS), dengan kedua sensor tersebut Landsat 8 dapat terbang pada ketinggian 705 km dari permukaan bumi dan memiliki area rekam seluas 170 km x 183 km. Satelit Landsat 8 didesain untuk dapat beroperasi selama 5 tahun. Citra satelit Landsat 8 ini dalam melakukan liputan pada area yang sama memerlukan waktu 16 hari sekali dan untuk mengorbit bumi memerlukan waktu 99 menit. Satelit Landsat 8 mempunyai 11 saluran/band yang dimana 9 band terdapat pada sensor Operational Land Imager(OLI) dan 2 band lainnya berada pada sensor Thermal Infrared Sensor(TIRS) (Kanata et al.,2021).
Pengolahan citra dimaksudkan untuk mengekstrak informasi-informasi yang terdapat pada citra baik yang bersifat informasi spasial maupun informasi deskriptik, dimana semua proses pengolahan dilakukan secara digital dengan bantuan komputer. Pengolahan citra dilakukan dalam 3 (tiga) tahapan, yaitu : pemulihan citra, penajaman citra, klasifikasi citra. Koreksi radiometrik dilakukan untuk kesalahan yang disebabkan waktu perekaman maupun kesalahan yang diakibatkan oleh perjalanan sinar matahari dari suatu obyek ke kamera perekam melalui media atmosfer (Ringgas, 2023).
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 didalamnya. Kesalahan geometrik citra berdasarkan sumbernya kesalahan geometric pada citra penginderaan jauh dapat dikelompokkan menjadi dua tipe kesalahan, yaitu kesalahan internal (internal distorsion), dan kesalahan eksternal (external distorsion). Kesalahan geometrik menurut sifatnya dapat dibedakan menjadi dua jenis yaitu kesalahan sistematik dan kesalahan random (Pidu et al., 2019).
Koreksi geometrik merupakan suatu proses untuk mengoreksi kesalahan dan menandai sifat-sifat peta pada sebuah citra. Geometrik citra harus dikoreksi agar sesuai dengan peta yang digunakan dengan sistem koordinat yang dipilih, sehingga citra dapat diidentifikasi dengan baik atau titik-titik yang diamati di lapangan dapat ditemukan dengan mudah pada citra. Teknik koreksi geometrik
42
yang digunakan adalah transformasi titik kontrol pada citra Worldview-2 sebagai pengoreksi citra drone yang ditumpangsusunkan untuk memperoleh titik kontrol sumbu X (bujur) dan sumbu Y (lintang) (Sugara et al., 2020).
Koreksi geometrik dilakukan karena terjadi distorsi geometrik antara citra hasil penginderaan jauh dengan objek yang direkam pada permukaan Bumi.
Koreksi ini mencakup perujukan titik-tititk tertentu pada citra ke titik-titik yang sama ke medan maupun di peta. Pasangan titik-titik kemudian digunakan untuk membangun fungsi matematis yang menyatakan hubungan antara posisi sembarang titik pada citra dengan titik objek yang sama pada peta maupun lapangan. Interpolasi spasial adalah proses dari penentuan hubungan geometrik antara lokasi piksel pada citra masukan dan peta. Pada proses ini dibutuhkan beberapa titik kontrol medan (Ground Control Point/GCP) yang dapat diidentifikasi padacitra dan peta. Apabila persamaan transformasi koordinat diterapkan pada titik-titik kontrol maka diperoleh residual x dan residual y.
Residual adalah penyimpangan posisi titik yang bersangkutan terhadap posisi yang diperoleh melalui transformasi koordinat yang kemudian dinyatakan sebagai nilai Residual Means Square Error atau RMS (error) Prabandaru (2022).
Koreksi geometrik citra mempunyai tiga tujuan yaitu: elakukan rektifikasi (pembetulan) atau restorasi (pemulihan) citra agar koordinat citra sesuai dengan koordinat pada system proyeksi. Registrasi (mencocokkan) posisi citra dengan citra lain atau mentranformasikan sistem koordinat citra multispektral atau citra multitemporal. Registrasi citra ke peta atau transformasi sistem koordinat citra ke peta, yang menghasilkan citra dengan sistem proyeksi tertentu. Oleh karena itu koreksi geometrik dilakukan dengan proses transformasi, yang dapat ditetapkan melalui hubungan sistem koordinat citra (i,j) dan sistem koordinat peta (x,y).
Rektifikasi merupakan proses yang dilakukan untuk memproyeksikan citra ke bidang datar agar bentuknya konform (sebangun) dengan sistem proyeksi peta yang digunakan dan mempunyai orientasi arah yang benar. Oleh karena posisi piksel pada citra output tidak sama dengan posisi piksel input maka piksel-piksel yang digunakan untuk mengisi citra yang baru harus diresampling kembali (Lazuardi et al., 2020).
43
METODE PRAKTIKUM
Waktu dan Tempat
Praktikum Penginderaan Jarak Jauh yang berjudul “Koreksi Radiometrik”
dilaksanakan pada hari Rabu, 27 Maret 2024 pukul 10.00 WIB s/d. selesai.
Praktikum ini dilaksanakan di Laboratorium Manajemen Hutan, Program Studi Kehutanan, Fakultas Kehutanan, Universitas Sumatera Utara.
Alat dan Bahan
Alat yang digunakan pada praktikum ini adalah laptop, alat tulis dan software ERDAS Imagine 9.1.
Bahan yang digunakan pada praktikum ini adalah video tutorial dan citra landsat-8 OLI.
Prosedur Praktikum
1. Dibuka ERDAS Imagine 9.1.
Gambar 8.Tampilan ERDAS Imagine 9.1
2. Dibuka file, klik open kemudian klik raster layer.
Gambar 9. Membuka file raster
44
3. Dibuka file citra hasil layer stack yang disimpan..
Gambar 10. Membuka hasil layer stacking
4. Diklik contrast, kemudian klik general contrast. Tunggu hingga proses selesai.
Gambar 11. Tampilan menu general contrast
5. Dipilih metode linear, kemudian klik apply.
Gambar 12. Pemilihan metode linear
45
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil
Adapun hasil yang diperoleh dari praktikum Penginderaan Jarak Jauh yang berjudul “Koreksi Radiometrik” adalah sebagai berikut.
Gambar 13. Hasil metode linear
Pembahasan
Berdasarkan hasil gambar di atas diperoleh bahwa proses koreksi radiometrik pada citra landsat-8 berhasil dilakukan. Proses koreksi radiometrik ini dilakukan pada hasil layer stacking tipe img. dengan menggabungkan beberapa band yang ada pada citra landsat-8, yaitu band 5 Near Infrared (NIR), band 6 Shortwave Infrared 1 (SWIR) 1, dan band 4 (red) sehingga menghasilkan tampilan citra yang baru. Ada beberapa metode koreksi radiometrik yang dapat dilakukan yaitu: metode histogram equalization, metode standard deviations, metode gaussian, metode linear. Pada praktikum ini metode koreksi radiometrik yang dilakukan adalah metode linear. Menurut Lukiawan et al., (2019), metode koreksi radiometrik menggunakan metode linear pada ERDAS Imagine melibatkan proses koreksi radiometrik citra dengan pendekatan linier untuk memperbaiki nilai piksel agar sesuai dengan nilai yang seharusnya. Proses ini penting untuk menghilangkan noise dan memastikan akurasi data citra.
Perbedaan radiometrik pada citra muncul karena berbagai faktor seperti karena perbedaan sensor, perbedaan kondisi pengambilan citra termasuk atmosfer,
46
dan kondisi penerangan yang berbeda. Dengan menggunakan perbedaan sensor atau biasa dikenal dengan cross-sensor, ini akan membuat ketidak konsistenan pada pengambilan data citra karena perbedaan panjang gelombang yang digunakan. Menurut Denaro et al., (2019), metode cross-sensor dilakukan pada sensor yang berbeda dengan mempertimbangkan koreksi geometrik dan resolusinya dalam asumsi bahwa citra tersebut homogeneous, sehingga transformasi citra tersebut dapat dilakukan dengan cara pendekatan linear. Metode ini menggunakan normalisasi digital number dari citra Subjek setiap kanalnya, dan dari setiap tanggal pengambilan citranya terhadap citra target secara berurutan. Salah satu keuntungan dari metode ini adalah propertis dari citra yang telah ternomalisasi disamakan terhadap citra target.
Koreksi radiometrik merupakan pengukuran nilai radiasi elektromagnetik pada panjang gelombang tertentu dari sinar ultraviolet, sinar tampak, inframerah hingga radiasi gelombang mikro yang digunakan untuk mendeteksi objek dari pantulan refleksi irradiant sinar matahari di setiap kanal spektral. Menurut Annafiyah et al., (2022), manfaat dari koreksi radiometrik adalah memperbaiki kualitas citra akibat dari kesalahan pantulan permukaan atau kelengkungan bumi dan factorlain, seperti arah sinar matahari, kondisi cuaca, kondisi atmosfer dan faktor lainnya, sehingga informasi yang dihasilkan menjadi lebih akurat. Kondisi citra layak digunakan berada pada kondisi tutupan awan <20% sebagai acuan untuk penentuan histogram. Untuk menghasilkan tingkat akurasi yang baik, maka RMSE (root mean square error) sebesar 0.25-0.5 piksel.
Koreksi Radiometrik merupakan langkah pertama yang harus dilakukan dalam mengolah data citra satelit Landsat 8 OLI full scene. Koreksi radiometrik bertujuan untuk mengurangi kesalahan radiometrik. Koreksi radiometrik bertujuan agar nilai citra mendekati nilai yang seharusnya, selain itu koreksi radiometrik juga bertujuan untuk memperbaiki kualitas visual pada citra.
Menurut Rini dan Susatya (2019), tujuan utama dari koreksi radiometrik ini adalah untuk mengubah data pada citra yang awalnya disimpan dalam bentuk Digital Number (DN) menjadi nilai reflectance.
47
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Penginderaan jauh, khususnya menggunakan citra satelit seperti Landsat 8, memiliki peran penting dalam pemantauan tutupan lahan dan lingkungan dengan menyediakan informasi yang luas dan akurat. Proses koreksi radiometrik pada citra Landsat 8 dilakukan untuk memperbaiki kesalahan radiometrik dan menghasilkan citra yang lebih akurat. Selain itu, koreksi geometrik juga penting dalam mengurangi kesalahan posisi citra dan memastikan kesesuaian dengan peta atau data referensi lainnya.
Saran
Sebaiknya dalam proses koreksi radiometrik, praktikan dapat mengetahui berbagai metode koreksi yang dapat dilakukan, sehingga dapat dilakukan perbandingan antara citra sebelum dikoreksi maupun setelah dikoreksi.
48