ACARA IV KOREKSI GEOMETRIK 1. LATAR BELAKANG Teknologi mengintegrasikan
pemetaan teknologi
citra
satelite
penginderaan
merupakan
jauh.
Pemetaan
dasar
untuk
citra
satelite
dioperasikan melalui perangkat lunak berkemampuan menangani data raster dan vektor yang terdiri dari modul pengolahan data, penyimpanan/ pengelolaan/ pertukaran data, penganalisisan dan penyajian data. Tahapan yang paling penting dalam pemrosessan citra satelit adalah adalah melakukan koreksi sehingga citra tersebut sesuai dengan peta proyeksi yang diinginkan. Koreksi pada citra dibagi menjadi dua, yaitu koreksi geometric geometric dan radiometric. Pada citra yang direkam melalui satelit tidak selalu sama dengan apa yang ada di bumi sehingga koreksi citra sangat diperlukan. Perbaikan citra yang mencakup koreksi radiometrik dan geometrik. Koreksi radiometrik dilakukan karena adanya efek atmosferik yang mengakibatkan kenampakan bumi tidak selalu tajam. Sedangkan koreksi geometrik upaya memperbaiki citra dari pengaruh kelengkungan
bumi
dan
gerakan
muka
bumi
dengan
cara
menyesuaikannya dengan koordinat bumi, sehingga sesuai dengan koordinat yang ada dipeta. Setiap posisi yang sama pada tahun yang berbeda tidak selalu sama persis sehingga dari penyebab ini koreksi geometrik sangat diperlukan. Adapun tujuan dari praktikum kali ini ialah agar praktikan memahami proses dan cara perbaikan citra dengan koreksi geometrik menggunakan metode GCP. Data hasil rekaman sensor pada satelit maupun pesawat terbang merupakan representasi dari bentuk permukaan bumi yang tidak beraturan. Meskipun kelihatannya merupakan daerah yang datar, tetapi area yang direkam sesungguhnya mengandung kesalahan (distorsi) yang diakibatkan oleh pengaruh kelengkungan bumi dan atau oleh sensor itu sendiri. Rektifikasi adalah suatu proses melakukan transformasi data dari satu sistem grid menggunakan suatu transformasi geometric. Rektifikasi bertujuan untuk memperbaiki kondisi suatu citra dengan menggunakan formula atau perhitungan untuk mendapatkan hasil
yang diinginkan. Rektifikasi citra terbagi atas 2 bagian, yaitu rektifikasi radiometric dan rektifikasi geometric. Rektifikasi radiometric mengacu pada tingkat kejelasan citra untuk dapat diinterpretasi dengan mengurangi haze dari atmosfer. Sedangkan koreksi geometric, merupakan kegiatan meletakan posisi citra di bumi dengan sistem proyeksi yang telah disepakati, misalnya: lambert, coniqian, equaldistance, dan berbagai sistem proyeksi lainnya. Pada kegiatan praktikum ini koreksi difokuskan pada koreksi geometric. 2. TUJUAN 1.1.Mahasiswa mampu melakukan koreksi geometrik Landsat TM menggunakan software ENVI 3. ALAT DAN BAHAN 2.1.Alat a. Software ENVI 5.3 b. Notebook 2.2.Bahan a. Citra Landsat TM b. Citra Landsat 8 OLI TIRS 4. DASAR TEORI Menurut Mather (1987) dalam Riki Ridwana (2012), 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. Dalam pengembalian posisi pixel, maka praktikan memerlukan data citra induk (yang telah terkoreksi) untuk menempatkan Ground Control Point. GCP atau Ground Control Point
adalah titik yang diketahui koordinatnya secara tepat dan dapat terlihat pada citra inderaja satelit seperti perempatan jalan dan lain-lain. Resampling citra merupakan suatu proses transformasi dengan cara memberikan nilai pixel citra terkoreksi. Pelaksanaan resampling dilakukan dengan proses transformasi dari suatu sistem koordinat yang satu ke sistem koordinat yang lain, proses transformasi ini disebut dengan registrasi citra. Tahap-tahap melakukan rektifikasi dan registrasi. Secara umum, tahapan melakukan rektifikasi adalah sebagai berikut (Jaya, 2005): 1) Memilih titik kontrol lapangan (ground control point -GCP ) yang sedapat mungkin berupa titik-titik atau obyek yang tidak mudah berubah dalam jangka waktu lama misalnya belokan jalan, tugu di persimpangan jalan dan atau sudutsudut gedung (bangunan). Hindari menggunakan belokan sungai atau delta sungai karena mudah berubah dalam jangka waktu tertentu. GCP juga harus tersebar merata pada citra yang akan dikoreksi. 2) Membuat persamaan transformasi yang digunakan untuk melakukan interpolasi spasial. Persamaan yang digunakan umumnya adalah persamaan transformasi polinomial ordo 1 yang sering disebut dengan affine transformation dan memerlukan (minimal 3 GCP). 3)
Cek akurasi dengan verifikasi atau validasi sesuai dengan kriteria, metode, dan data citra, maka perlu dicari solusinya agar diperoleh tingkat ketelitian yang lebih baik. Solusinya dapat dilakukan dengan menggunakan metode lain, atau bila data referensi yang digunakan tidak akurat atau perlu diganti.
4) Interpolasi dan resampling untuk mendapatkan citra geocoded presisi (akurat). Beberapa pilihan Geocoding Type yang sudah tersedia pada perangkat lunak, seperti Tryangulation, Polynomial, Orthorectify using ground control poinr, Orthorectify using exterior orientation, Map to map projection, Point registration, Rotation. Sebelum melakukan koreksi geometric, analisis harus terlebih dulu melalui proyeksi peta. System proyeksi bertujuan untuk mempertahankan jarak, sudut dan luas. Oleh karena posisi piksel pada citra output tidak sama dengan inputnya maka piksel-piksel untuk mengisi data yang baru harus diresampling
kembali. Namun dalam beberapa kasus koreksi, hanya dibutuhkan penyamaan posisi antara satu citra dengan citra lainnya dengan mengabaikan system koordinat. Penyamaan posisi ini disebut proses Registrasi. Berbeda dengan Rektifikasi, Registrasi tidak melakukan transformasi ke suatu system koordinat. 5. LANGKAH KERJA a. Buka ENVI Classic kemudian load RGB Landsat TM (band 3, 2, 1)
b.
Selanjutnya load Landsat TM true color. Klik RGB Color => 3, 2, 1 => Load Display
c. Kemudian buka juga RGB Landsat 8 (band 4, 3, 2) file => image file => open b4 b3, b2
d. Kemudian pada kotak dialog available band list klik new display. Maka akan muncul displey baru #2 Image.
e. Selanjutnya load landsat 8 true color. Klik RGB Color => 4, 3, 2 => Load Display. Kemudian akan mucul diplay hasil Landsat 8 (sebagai basemap)
f.
Jika citra foto udara gelap maka dapat dicerahkan dengan cara klik Enchance => [Image] Linier 2, sampai mendapatkan kecerahan yang diinginkan
g. Selanjutnya klik pada menu Map => Registration => select GCPs Image to Image
h. Setelah muncul kotak dialog baru, klik pada Display 2 (landsat 8) sebagai basemap dan klik display 1 (Landsat TM) sebagai warp image => Ok.
i.
Kemudian akan muncul kotak dialog ground control points selection. Kemudian klik Add Point
j.
Selanjutnya cari objek atau titik yang sama dari kedua display image, jika sudah di temukan, pada kotak dialog Ground Control Point klik Add Point.
k. Lakukan langkah yang sama sampai menemukan minimal 5 titik yang sama dengan syarat titik-titik yang dibuat menyebar
l.
Setelah membuat 5 titik selanjutnya akan terlihat RMS-Error pada kotak dialog Ground Control Point. (RMS-Error maksimal 0.5) . Jika RMS-Error sudah kurang dari 0.5 maka siap di save
m. Untuk menyimpan kelima titik yang dibuat, Klik File pada Ground Control Point Selection kemudian klik Save GCP to ASCII => Choose => Buatlah Folder Namai Folder “Koreksi Geometrik” => Open
n. Kemudian file diberinama GCP1 kemudian save ke dalam folder yang barusan dibuat => OK
o. Jika masih terjadi kesalahan yang besar dan ingin merubah atau melihat ttik mana yang memiliki kesalahan yang tinggi, maka klik Show list, sehingga akan muncul kotak dialog seperti di bawah ini. Jika ingin mengubah/ memperbaiki titik GCP maka klik pada titik yang memiliki kesalahan yang tinggi kemudian klik delete.
p. Jika sudah menemukan 5 titik dan menemukan RMS-Error yang sudah dibawah 0.5 Kemudian jika ingin menutup aplikasi ENVI, nantinya untuk memanggil file GCP1 lagi, ulangi langkah mulai dari langkah a hingga i. Kemudian klik File pada Ground Control Point Selection => Restore GCPs from ASCII => Open file GCP1
q. Lanjutkan pada proses memanggil data Lansat TM (4, 5, 6, 7)
r.
Selanjutnya pada GCP Selection klik Options => Warp file => klik pada citra Landsat TM yang akan di koreksi (Landsat TM 1-7) => OK
s. Pilih Method Polynomial => Choose => Namai Koreksi Landsat TM 1 dengan “Koreksi 1” => Open => OK
t.
Setelah klik OK maka akan memproses “Koreksi 1” . Jika sudah terproses maka pada kotak band akan muncul Koreksi 1 yang telah di warp band. Kemudian lakukan langkah ini pada landsat TM band 1 – 7. Hingga Koreksi 7 didapatkan.
u. Jika sudah di koreksi semua maka di available band list akan muncul file hasil koreksi geometrik. Load RGB color dari landsat TM yang sudah di koreksi pada display baru. Selanjutnya load hasik koreksi 1, 2, 3 true color. Klik RGB Color => 3, 2, 1 => Load RGB. Kemudian data akan terproses.
v. Kemudian akan muncul display #3 pada kotak dialog display image klik Tools => Link => Link displays => atur kotak dialog link displays pada posisi Yes semua => Ok
w. Geser-geser kursor pada display image, dan lihat perbedaan posisi dari citra landsat TM yang belum di koreksi, Landsat 8 sebagai basemap, dan Landsat TM yang sudah di koreksi 6. HASIL PRAKTIKUM a. Perbandingan citra satelit diplay 1 (sebelum koreksi), diplay 2 citra basemap, dan diplay 3 citra setelah koreksi geometrik.
b. Tabel GCP
7. PEMBAHASAN Koreksi
geometrik
pada
praktikum
ini
menghasilkan
gambar
perbandingan citra satelit diplay 1 (sebelum koreksi), diplay 2 citra basemap, dan diplay 3 citra setelah koreksi geometrik. Dari hasil terlihat adanya perbedaan pada citra satelit display 1 (sebelum koreksi), display 2 citra basemap, dan display 3 citra setelah koreksi geometrik. Pada citra satelit display 1 (sebelum koreksi) terdapat perbedaan dari display 2 citra basemap, dan display 3 citra setelah koreksi geometrik. Jika letak kursor di geser-geser pada display image, maka akan ada perbedaan posisi dari citra landsat TM yang belum di koreksi, Landsat 8 sebagai basemap, dan Landsat TM yang sudah di koreksi. Maka perubahan posisi yang sama hanya akan terjadi pada Landsat 8 sebagai basemap, dan Landsat TM yang sudah di koreksi. Dan posisi berbeda ditunjukan oleh landsat TM yang belum di koreksi. Nilai RMS Error yang didapatkan pada praktikum ini adalah 0,3403, seperti yang diketahui jika RMS Error kurang dari 0,5 maka kesalahan semakin kecil. Kesalahan penempatan posisi koordinat dapat dilihat dari besarnya RMS Error. Pada tabel terlihat bahwa RMSE untuk koreksi geometrik pada titik pertama adalah sebesar 0,5475. Dari hasil swipe dengan data citra yang telah terkoreksi terlihat bahwa koreksi geometrik masih belum sempurna dengan terlihat posisi tutupan lahan pada citra yang dikoreksi belum sempurna. Sedangkan koreksi geometrik pada kelima titik tersebut sebesar 0,3403 menghasilkan gambar pada citra terkoreksi telah sesuai posisinya. Hal tersebut menunjukan bahwa apabila nilai RMS error lebih besar dari satu (RMS error >
0,5) maka harus dilakukan koreksi geometrik lagi, sampai didapat nilai RMS error kurang atau sama dengan satu (RMS error ≤ 0,5). Dan apabila nilai RMS error kurang atau sama dengan satu (RMS error ≤ 0,5) maka citra tersebut sudah terkoreksi secara geometrik. Namun RMSE bukan merupakan patokan utama karena kesalahan dapat terjadi jika salah penempatan GCP-nya yang tidak tepat dan merata, sehingga ketika mencari GCP harus sampai melihat ke satuan pixelnya. Jika salah menempatkan GCP maka akan berpengaruh pada posisi hasil reference-nya. Jika titik pertama sedikit salah atau melenceng, maka titik selanjutnya akan mengalami error yang semakin besar. Proses ini akan menentukan proses-proses berikutnya, terutama yang multi waktu.
8. KESIMPULAN Koreksi geometrik dapat dilakukan dengan cara retrifikasi yaitu menetapkan GCP ( ground control point ) pada citra/peta yang telah diketahui koordinatnya. Kesalahan posisi pada citra yang akan dikoreksi dapat terlihat dari besarnya RMSE. Berdasarkan hasil koreksi geometrik pada citra satelit pada praktikum ini, didapatkan besar RMS Error dari koreksi 0,3403. Dari swipe terlihat bahwa citra yang dikoreksi dengan RMS Error sebesar 0,3403 memiliki posisi dan ketelitian yang jauh lebih akurat. Sehingga dapat disimpulkan bahwa semakin kecil RMSE maka ketelitian koordinat suatu titik a kan semakin baik.
9. DAFTAR PUSTAKA Bernstein, R., 1983. Image Geometry and Recti_cation. Chapter 21 in The Manual of Remote Sensing. R. N. Colwell, ed., Bethesda, MD. American Society of Photogram-metry, 1:875-881.
Jaya, I N. S. 2006, Laporan Penaksiran Resolusi Tinggi. Kerjasama antara Departemen Kehutanan dengan PT Rasicipta Consultama. Tidak diterbitkan.
Riki,
ridwana.
2012.
Koreksi
Geometrik.
[terhubung
berkala]
http://rikiridwana.blogspot.com com [diakses pada tanggal 15 Maret 2014].
