LAPORAN PRAKTIKUM
HIPERSPEKTRAL Koreksi Atmosfer Atmosfer Metode FLAASH Menggunakan Menggunakan Perangkat Perangkat Lunak Envi 5.1
Oleh: Nama : Yoga Pradana Pradana Karra NRP : 3513100097 3513100097 Dosen Pembimbing: Nama : Lalu Muhamad Muhamad Jaelani, ST, M.Sc, Ph.D NIP : 19801221 19801221 200312 1 001
LABORATORIUM GEOSPASIAL-JURUSAN TEKNIK GEOMATIKA FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN D AN PERENCANAAN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2016
1
DAFTAR ISI KATA PENGANTAR ........................................................................................................................... 3 I. PENDAHULUAN .............................................................................................................................. 4
1.1 Latar Belakang ...............................................................................................................................
4
1.2 Maksud dan Tujuan Praktikum .......................................................................................................
4
II. DASAR TEORI ................................................................................................................................ 4
2.1 Penginderaan Jauh .........................................................................................................................
4
2.2 Citra Hiper Spektral .......................................................................................................................
4
2.3 Citra Hyperion Citra satelit EO-1 ................................................................................................... 4 2.4 AVIRIS .........................................................................................................................................
5
2.3 FLAASH .......................................................................................................................................
5
III. PELAKSANAAN ............................................................................................................................ 6
3.1 Alat dan Bahan ..............................................................................................................................
6
3.2 Metode Pelaksanaan ......................................................................................................................
6
3.2.1 Membuka Citra Aviris pada ENVI 5.1 .....................................................................................
6
............................................................................... 7 3.2.2 Menjalankan Koreksi Atmosfer FLAASH ...............................................................................
3.2.3 Menampilkan Hasil Koreksi Atmosfer FLAASH ........................ ........................ ......................... .................. 10 3.2.4 Membandingkan Spektral Profil Citra yang Telah Terkoreksi dengan Citrra yang Belum Terkoreksi .....................................................................................................................................
11
IV. HASIL............................................................................................................................................ 14
4.1 Spektral Profil Tiap Objek ...........................................................................................................
14
4.2 Spectral Library Viewer ............................................................................................................... 18 V. REFERENSI ................................................................................................................................... 19 VI. LAMPIRAN .................................................................................................................................. 20
2
KATA PENGANTAR Puji syukur kita panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala berkat dan rahmat yang dilimpahkkan-Nya, sehingga saya dapat menyelesaikan Laporan Praktikum Hiperspektral ini dengan baik. Dalam penyusunan laporan ini saya berterimakasih kepada Dosen Pembimbing saya Bapak Lalu Muhamad Jaelani , ST, M.Sc, Ph.D yang telah memberikan pengetahuan mengenail ilmu Hiperspektral, juga kepada Asisten Dosen mata kuliah Penginderaan Jauh Ibu Cherie Bekti Pribadi, ST, MT, serta teman-teman teknik geomatika ITS angkatan 2013 yang turut membantu dalam pengerjaan praktikum dan laporan ini. Meskipun saya berharap isi dari laporan praktikum saya ini bebas dari kekurangan dan kesalahan, namun selalu ada yang kurang. Oleh karena itu, saya mengharapkan kritik dan saran yang membangun agar laporan praktikum penginderaan jauh ini dapat lebih baik lagi. Akhir kata saya mengucapkan terimakasih, semoga hasil laporan praktikum saya bermanfaat.
Surabaya, 10 Oktober 2016
Penulis
3
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Hiperspektral digunakan untuk mengidentifikasi dan mencirikan materi yang unik serta memiliki informasi yang lebih akurat dan detail dibandingkan citra multispektral. Citra hiperspektral sudah digunakan untuk mengumpulkan banyak variabel biofisika dan geofisika seperti kandungan air pada daun, klorofil dan pigmen, mineral dan jenis tanah. AVIRIS adalah salah satu citra Hiperspektral milik NASA yang diambil melalui pesawat udara. AVIRIS memiliki tinggi terbang sekitar 20 km sehingga memiliki kemungkinan mengalami gangguan data akibat Troposfer. Hal inilah yang membuat pentingnya dilakukan koreksi atmosfer pada citra AVIRIS. Adapun Koreksi atmosfer yang akan digunakan adalah FLAASH Atmospheric Correction..
1.2 Maksud dan Tujuan Praktikum Adapun maksud dan tujuan dari praktikum hiperspektral kali ini adalah sebagai berikut : 1. Mahasiswa mampu melakukan koreksi atmosfer pada citra AVIRIS menggunakan metode FLAASH. 2. Mahasiswa mampu menemukan perbedaan citra AVIRIS sebelum dan sesudah proses koreksi
II. DASAR TEORI
2.1 Penginderaan Jauh Pengindraan jauh adalah suatu ilmu, seni, dan teknik dalam usaha mengetahui benda, dan gejala dengan cara menganalisis objek dan arah tanpa adanya kontak langsung dengan benda, gejala, dan objek yang dikaji. Pengambilan data dalam pengindraan jauh dilakukan dari jarak jauh dengan menggunakan sensor buatan. Tidak adanya kontak dengan objek yang dikaji maka pengindraan dilakukan dari jarak jauh sehingga disebut pengindraan jauh.
2.2 Citra Hiper Spektral Citra hiperspektral berisi keterangan yang banyak dari data, tapi untuk menginterpretasikannya memerlukan pemahaman dengan pasti apa sifat-sifat dari material lahan yang coba kita teliti, dan bagaimana hubungannya pengukuran dengan sebenarnya olehsensor hiperspektral. Citra hiperspektral dihasilkan oleh instrument yang disebut imaging spectrometers.Spektroskopi adalah studi cahaya yang diemisikan atau dipantulkan dari material dan variasi energinya dengan panjang gelombang.
2.3 Citra Hyperion Citra satelit EO-1 Hyperion merupakan citra hiperspektral yang memiliki resolusi spasial 30 x 30 meter, resolusi spectral setiap 10 nm secara kontinyu dengan jangkauan antara 0,4 – 2,5 μm yang terdiri dari 220 band, resolusi radiometric 12 bit (Griffin et.al, 2005), dan resolusi temporal 200 hari (Beck, 2003). Perbedaam citra hiperspektral dan non hiperspektral adalah pada banyaknya band yang digunakan. Pada citra non hiperspektral, seperti Landsat, SPOT, Ikonos, Quickbird, dan lain – lain, band yang digunakan tersusun tidak secara kontinyu dan dalam jumlah yang sedikit. Manfaat penggunaan citra hiperspektral salah satunya adalah memiliki resolusi yang tinggi dalam separasi obyek permukaan bumi.
4
2.4 AVIRIS AVIRIS adalah warisan dari AIS (Airbone Imaing Spectrometer) yang dikembangkan oleh NASA/JPL dan dioperasikan oleh NASA/JPL menggunakan berbagai macam pesawat udara. Alat ini mengukur energi matahari yang ditransmisikan, dipantulkan dan yang tersebar dari permukaan bumi dan atmosfer menggunakan 224 kanal dengan resolusi spasial yang tinggi dan juga resolusi spektral. AVIRIS dapat dikatakan sebagai instrumen hiperspektral yang pertama kali beroperasi Spektrum Radian AVIRS digunakan untuk mengidentifikasi, mengukur dan mengawasi konstituen dari permukaan bumi dan atmosfer berdasarkan pada absorsi molekul dan pesebaran partikel. Daerah penelitian termasuk ; ekologi, oseanogrfi, geologi, hidrologi, pembelajaran tentang awan dan atmosfer. Data AVIRIS juga digunakan untuk kalibrasi satelit, pemodelan dan pengembangan serta validasi algoritma. Penelitian menggunakan AVIRIS secara dominan diarahkan untuk memahami proses yang terkait dengan lingkungan global dan perubahan iklim.
2.3 FLAASH Atmospheric Correction FLAASH adalah tool untuk melakukan Koreksi Atmosfer yang akan mengoreksi pajang gelombang dari kanal Visible hingga Near Infrared dan SWIR, hingga lebih dari 3 mikrometer. FLAASH biasanya digunakan untu sensor hiperspektral dan multispektral. Perhitungan uap air dan pengambilan aerosol hanya mungkin bila gambar berisi band dengan panjang gelombang yang sesuai. FLAASH dapat memperbaiki gambar baik secara vertikal (nadir) ataupun miring, tergantung geometri.
5
III. PELAKSANAAN
3.1 Alat dan Bahan Adapun alat dan bahan yang digunakan dalam praktikum kali ini adalah sebagai berikut : 1. Satu unit perangkat keras laptop LENOVO 2. Perangkat lunak ENVI versi 5.1 3. Citra Aviris
3.2 Metode Pelaksanaan 3.2.1 Membuka Citra Aviris pada ENVI 5.1 Jalankan perangkat lunak ENVI 5.1 pada laptop anda
Buka citra yang dibutuhkan, pilih menu FILE – OPEN kemudian pilih citra lalu klil Open
Citra yang ditampilkan secara acak akan berada pada susunan kanal TRUE COLORS seperti susunan berikut
6
3.2.2 Menjalankan Koreksi Atmosfer FLAASH Cari menu FLAASH ATMOSPHERIC CORRECTION pada toobox di sebelah kanan, kemudian klik dua kali untuk menjalankan operasi
Akan muncul jendela FLAASH ATMOSPHERIC CORRECTION MODEL INPUT PARAMETERS , pilih Input Radiance Image
Akan muncul jendela FLASH INPUT FILE, kemudian pilih citra yang akan dilakukan koreksi atmosfer, pada jendela Radiance Scale Factor pilih opsi Reas array of scale factors (1 per band) from ASCII FIle
7
Perintah sebelumnya akan memunculkan jendela untuk memilih file gain, pilih file dengan type GAIN File
Selanjutnya masukkan Scale colum dengan nilai 1
Selanjutnya isi parameter dengan menggunakan info yang terdapat pada file metadatadan ketentuan berikut :
1. Sensor Type : AVIRIS
2. Sensor Altitude : 20 km
Groumd Elevation : 0.6 4. Pixel Size : 15.5 m
Flight Date : 11 Juni 2008 (berdasarkan metadata)
6. Flight Time GMT : 19.36 (berdasarkan metadata)
Atmospheric Model : US Standard
8. Water Revival : Yes
9. Aerosol Model : Rural
Kemudian pilih Apply
8
Berikut informasi yang dihasilkan dari perintah koreksi atmosfer FLAASH
9
3.2.3 Menampilkan Hasil Koreksi Atmosfer FLAASH Pilih menu File Manager klil kanan pada citra yang telah terkoreksi kemudian Load True color centang opsi Load In New Layer agar citra ditampilkan bersebelahan dengan citra yang belum terkoreksi atmosfer
Berikut hasilnya, citra yang belum terkoreksi berada di sisi sebelah kanan sementara citra yang telah terkoreksi berada di sebelah kiri.
10
Kemudian untuk menampilkan nilai pixel pilih opsi Cursor Value pada menu bar, nilai yang ditampilkan berdasarkan posisi cursor mouse anda pada citra yang telah terkoreksi seperti pada gambar berikut,
3.2.4 Membandingkan Spektral Profil Citra yang Te lah Terkoreksi dengan Citrra yang Belum Terkoreksi Pada menu View pilih Link View agar citra berhubungan satu sama lain guna mempermudah proses perbandingan. Pilih citra yang belum terkoreksi untuk View 1 dan citra yang telah terkoreksi untuk View 2
11
Pilih menu Bandmath pada tollbox disebelah kanan kemudian isikan rumus surface reflectance seperti pada gambar berkut
Pilih peta yang telah dilakukan koreksi FLAASH
Pilih Map Variable to Inpu Filr untuk memasukkan semua band kemudian pilih ok untuk menjalankan opsi.
12
Berikut hasilnya
Selanjutnya lakukan perintah Spectral Profile seperti pada praktikum sebelumnya, cari profil spektral dari 15 objek berbeda yang terdapat pada citra seperti contoh spektral profil rawa berikut
13
IV. HASIL Adapun hasil dari praktikum kali ini adalah sebagai berikut :
4.1 Spektral Profil Tiap Objek Lahan Hijau
Lahan Merah
Rawa
14
Lahan Putih
Tanah
Aspal
Pemukiman
15
Sungai
Danau
Laut
Lahan Jingga
16
