COVER TUGAS 3 MATA KULIAH PENGIDERAAN JAUH
LAPORAN PRAKTIKUM GEOREFERENCING DAN DETEKSI AWAN PADA CITRA MODIS DENGAN ENVI 5.1
Dosen : Lalu Muhamad Jaelani, S.T., M.Sc, Ph.D Cherie Bhekti Pribadi, S.T., M.T.
Oleh :
Nurul Chayah Amalina
(3514100013)
Jurusan Teknik Geomatika Institut Teknologi Sepuluh Nopember Ph. 031-5929487
2016
1
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis ucapkan atas karunia Allah SWT, karena atas rahmatNya, penulis dapat menyelesaikan laporan ini tepat pada waktunya. Laporan yang berjudul “LAPORAN PRAKTIKUM : GEOREFERENCING DAN DETEKSI AWAN PADA CITRA MODIS DENGAN ENVI 5.1” ini dibuat untuk memenuhi tugas mata kuliah Penginderaan Jauh. Dalam menyelesaikan laporan ini, penulis banyak mendapat bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu dan membimbing penulis dalam menyelesaikan laporan ini, terima kasih kami ucapkan kepada: 1. Allah SWT yang memberikan kami kesehatan serta kesempatan untuk membuat laporan ini. 2. Bapak Lalu Muhamad Jaelani, S.T., M.Sc., Ph.D selaku dosen mata kuliah Penginderaan Jauh 3. Ibu Cherie Bhekti Pribadi, S.T., M.T. selaku dosen mata kuliah responsi Penginderaan Jauh 4. Semua pihak yang telah membantu menyelesaikan laporan ini yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu Penulis sadar bahwa dalam penulisan laporan ini masih banyak terdapat kekurangan. Oleh karena itu, penulis menerima saran dan kritik yang akan membantu sempurnanya laporan ini. Selain itu penulis juga memohon maaf apabila di dalam laporan ini masih terdapat banyak kesalahan. Laporan ini diharapkan dapat memberikan masukan informasi serta wawasan yang dapat memberikan manfaat bagi pembaca.
Surabaya, 28 September 2016
Penulis
ii
DAFTAR ISI
COVER ................................................................................................................................................... i KATA PENGANTAR ........................................................................................................................... ii DAFTAR ISI......................................................................................................................................... iii BAB I PENDAHULUAN 1.1
LATAR BELAKANG ........................................................................................................... 4
1.2
MAKSUD DAN TUJUAN .................................................................................................... 4
BAB II LANDASAN TEORI 2.1
KOREKSI GEOMETRIK (REKTIFIKASI) ..................................................................... 5
2.2
GEOREFERENSI ................................................................................................................. 5
2.3
MODIS ................................................................................................................................... 6
2.4
RESOLUSI SPASIAL .......................................................................................................... 9
2.5
RESOLUSI SPEKTRAL .................................................................................................... 10
BAB III PELAKSANAAN 3.1
ALAT DAN BAHAN .......................................................................................................... 11
3.2
TEMPAT DAN WAKTU PRAKTIKUM ......................................................................... 11
3.3
PETUNJUK PRAKTIKUM ............................................................................................... 11
3.3.1
Georeferencing ............................................................................................................ 11
3.3.2
Mendeteksi Awan ........................................................................................................ 21
BAB IV HASIL DAN ANALISA 4.1
GEOREFERENCING ........................................................................................................ 25
4.1.1
Hasil.............................................................................................................................. 25
4.1.2
Analisa .......................................................................................................................... 26
BAB V KESIMPULAN 5.1
KESIMPULAN ................................................................................................................... 28
5.2
SARAN ................................................................................................................................. 28
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................................................... 29
iii
BAB I PENDAHULUAN 1.1
LATAR BELAKANG Geomatika adalah bidang yang tidak akan terlepas dari pemetaan. Di dalam geomatika terdapat beberapa bidang yang harus dikuasai. Salah satunya adalah bidang penginderaan jauh. Dalam penginderaan jauh ini nantinya akan menghasilkan suatu informasi yang berhubungan dengan bumi, baik itu cuaca, terrestrial, dan berbagai macam yang ada hubungannya dengan satelit. ENVI yang merupakan software yang digunakan untuk pengolahan data citra satelit karena dalam pengoperasiannya cukup sederhana. Pada dasarnya, tujuan dari pengolahan data hasil penginderaan jauh adalah untuk menyajikan data yang akurat, minimalisasi kesalahan, serta penyajian data yang sesuai dengan maksud dan tujuan pengguna. Selain itu software ini juga berguna untuk proses analisa hasil pencitraan.
1.2
MAKSUD DAN TUJUAN Tujuan dalam melaksanaan praktikum ini adalah sebagai berikut : a. Penulis memahami cara mengoreksi citra sensor MODIS dengan Geo-reference b. Penulis memahami cara menampilkan deteksi awan pada citra MODIS c. Penulis memahami band-band sebagai penyusun dari suatu citra
4
BAB II LANDASAN TEORI
2.1
KOREKSI GEOMETRIK (REKTIFIKASI) Koreksi Geometrik adalah koreksi posisi citra akibat kesalahan yang disebabkan oleh konfigurasi sensor, perubahan ketinggian, posisi dan kecepatan wahana. (Mapper, 1998) Koreksi geometrik dilakukan untuk mengurangi kesalahan yang disebabkan oleh gerak sapuan penjelajah dan satelit, gerak perputaran dari bumi dan factor kelengkungan bumi yang mengakibatkan
pergeseran posisi terhadap system
koordinat referensi. Dalam hal ini proses koreksi Geometrik dilakukan dengan mentransformasikan posisi setiap piksel yang ada di citra terhadap posisi obyek yang sama di permukaan bumi dengan memakai beberapa titik control tanah (Sukojo dan Kustarto 2002). GCP (Ground Control Point) atau titik control tanah adalah proses penandaan lokasi yang berkoordinat berupa sejumlah titik yang diperlukan untuk kegiatan mengoreksi data dan memperbaiki keseluruhan citra. GCP terdiri atas koordinat x dan y, yang terdiri atas koordinat sumber dan koordinat referensi. Lokasi ideal untuk pengambilan GCP adalah sudut
jalan, perempatan jalan, perpotongan jalan
pedestrian, kawasan yang memiliki warna menyolok, persimpangan rel dengan jalan dan bangunan yang mudah diidentifikasi atau dikenal (Darmawan 2008)
2.2
GEOREFERENSI Georeferensi merupakan cara untuk memperoleh posisi koordinat yang tepat di perukaan bumi dari data raster dengan mengisi secara manual koordinat-koordinat yang terdapat pada peta yang di Georeferensi. Data raster sendiri dapat diperoleh dari foto udara, citra satelit dan peta hasil scanning. Proses Georeferensi sendiri biasanya dilakukan dari data raster yaitu peta hasil scanning. Untuk keperluan georeferensi citra, dibutuhkan beberapa koordinat titik kontrol (titik ikat dan diketahui nilai koordinatnya) sebagai bagian dari titik sekutu di citra. 5
Koordinat titik kontrol lapangan ini misalnya dapat diperoleh dari grid peta scan, peta dasar yang akurat dan punya referensi spasial atau survey GPS di lapangan. Banyaknya titik kontrol yang harus dibuat tergantung dari kompleksitas dari bentuk transformasi polynomial yang rencananya akan digunakan untuk mengubah dataset raster ke dalam koordinat peta.
2.3
MODIS MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) merupakan sensor multispektral yang memiliki jumlah 36 band yang mempunyai resolusi spasial yang berbeda-beda mulai dari 250 m (band 1-2), 500 m (band 3-7), 1000 m (band 8-36) dengan panjang gelombang mulai dari 0,620-14,385 µm. Sensor ini mengorbit bumi secara polar pada ketinggian 705 km, lebar cakupan lahan pada permukaan bumi setiap putarannya sekitar 2330 km. MODIS mengamati seluruh permukaan bumi setiap 1-2 hari, menyediakan citra radiasi matahari yang direfleksikan pada siang hari dan emisi termal siang/malam diseluruh penjuru bumi. MODIS digunakan untuk mengamati, meneliti dan menganalisa lahan, lautan, atmosfir bumi dan interaksi di dalamnya. MODIS memiliki dua satelit yang berbeda yaitu satelit Aqua (citranya disebut dengan Aqua MODIS) dan satelit Terra (citranya disebut dengan Terra MODIS). Di bawah ini tabel dari band sensor MODIS : Tabel Band citra MODIS
Band
λ (µm)
Resolusi Spasial (m)
Kegunaan Utama
Saluran Reflektan (Pantulan) 1
0,620 - 0,670
250 Aerosol, Awan, Lahan
2
0,841 - 0,876
250
6
Resolusi
Band
λ (µm)
3
0,459 - 0,479
500
4
0,545 - 0,565
500
Spasial (m)
Kegunaan Utama
Aerosol, Awan, Ketebalan 5
1,230 - 1,250
500
Optis,Bentuk
Awan, Masking
Awan, Salju, Lahan/Tanah 6
1,628 - 1,652
500
7
2,105 - 2,155
500
8
0,405 - 0,420
1000
9
0,438 - 0,448
1000
Warna
Laut,
Klorofil,Fitoplankton, Biogeo10
0,483 - 0,493
1000
11
0,526 - 0,536
1000
12
0,546 - 0,556
1000
kimiawi
Sedimen, Atmosfer 13
0,662 - 0,672
1000
14
0,673 - 0,683
1000
15
0,743 - 0,753
1000
Flouresense
Aerosol Atmosfer 16
0,862 - 0,877
1000
17
0,890 - 0,920
1000
18
0,931 - 0,941
1000
19
0,915 - 0,965
1000
Uap Air, Awan
7
Band
λ (µm)
26
1,360 - 1,390
Resolusi Spasial (m) 1000
Kegunaan Utama
Awan Sirus
Saluran Radian (Pancaran) 20
3,660 - 3,840
1000
21
3,929 - 3,989
1000
Permukaan dan Awan, Suhu, Api dan Vulkanik,
22
3,929 - 3,989
1000
23
4,020 - 4,080
1000
24
4,433 - 4,498
1000
Suhu Muka Laut
Suhu Atmosfer 25
4,482 - 4,549
1000
27
6,535 - 6,895
1000 Uap Air Troposfer
28
7,175 - 7,475
1000
29
8,400 - 8,700
1000
Partikel Awan
30
9,580 - 9,880
1000
Total Kandungan Ozon
31
10,780
-
11,280
1000 Awan, Api, Suhu Permukaan
32
33
11,770
-
12,270 13,185 13,485
-
1000
1000
8
Band
34
35
36
2.4
Resolusi
λ (µm)
13,485
Spasial (m) -
13,785 13,785
-
14,085 14,085
Kegunaan Utama
1000 Ketinggian 1000
Awan,
Tekanan,
Suhu, Profil
Suhu/Temperatur -
14,385
1000
RESOLUSI SPASIAL Resolusi spasial ialah ukuran terkecil obyek yang dapat direkam oleh suatu sistem sensor. Dengan kata lain maka resolusi spasial mencerminkan kerincian informasi yang dapat disajikan oleh suatu sistem sensor. Ada dua cara menyatakan resolusi spasial, yakni: resolusi citra dan resolusi medan. a. Resolusi Citra (Image Resolution) dapat diartikan sebagai kualitas lensa yang dinyatakan dengan jumlah maksimum garis pada tiap milimeter yang masih dapat dipisahkan pada citra. Misal tiap garis tebalnya 0,01 mm. Ruang pemisah antara tiap garis juga sebesar 0,01 mm. Berarti tiap garis menempati ruang selebar 0,02 mm atau pada tiap mm ada 50 garis. Dalam contoh ini berarti resolusi citranya sebesar 50 garis/mm. Secara teoritik maka resolusi citra yang terbaik 1.430 garis/mm. b. Resolusi Medan (Ground Resolution) ialah ukuran terkecil obyek di medan yang dapat direkam pada data digital maupun pada citra. Pada data digital resolusi medan dinyatakan dengan pixel. Semakin kecil ukuran terkecil yang dapat direkam oleh suatu sistem sensor, berarti sensor itu semakin baik karena dapat menyajikan data dan informasi yang semakin rinci. Resolusi spasial yang baik dikatakan resolusi tinggi atau halus, sedang yang kurang baik berupa resolusi kasar atau rendah. Disamping itu dinyatakan dengan ukuran dalam 9
meter di lapangan atau dalam meter per pixel pada citra (Rm/pixel), resolusi medan juga dapat dinyatakan dengan ukuran dalam meter di lapangan yang dapat digambarkan oleh sepasang garis pada citra atau Rm/Lp (meter per line pairs). Resolusi Spasial dipengaruhi: 1. Skala; semakin besar skala semakin baik resolusinya. 2. Panjang gelombang tenaga elektromagnetik yang digunakan.
2.5
RESOLUSI SPEKTRAL Resolusi spektral menunjukkan kerincian panjang gelombang (λ) yang digunakan dalam perekaman obyek. Contoh resolusi spektral SPOT-XS lebih rinci daripada SPOT-P. Keunggulan citra multispektral ialah meningkatkan kemampuan mengenali obyek karena perbedaan nilai spektralnya sering lebih mudah dilakukan pada saluran sempit. Tiga data multispektral hitam putih dapat dihasilkan citra berwarna. Apabila data multispektral itu tersedia dalam digital akan dapat diolah dengan bantuan komputer. Kelemahannya ialah bahwa resolusi spasialnya menjadi lebih rendah. Artinya antara resolusi spasial dan resolusi spektral terjadi hubungan berkebalikan.
10
BAB III PELAKSANAAN
3.1
ALAT DAN BAHAN Alat dan bahan yang digunakan pada Praktikum Pemetaan Digital adalah sebagai berikut: 1. Laptop 2. Software ENVI 5.1 3. Citra MODIS
3.2
3.3
TEMPAT DAN WAKTU PRAKTIKUM Hari
: Selasa
Tanggal
: 27 September 2016
Jam
: 13.00 – 14.00 WIB
Tempat
: Labortorium Geospasial Teknik Geomatika-ITS
PETUNJUK PRAKTIKUM 3.3.1
Georeferencing Sebelum melakukan koreksi citra sensor modis dengan georeference, pastikan software ENVI 5.1 sudah ter-install pada PC maupun laptop yang akan digunakan. 1. Buka aplikasi ENVI Classic
11
Berikut tampilan awal window ENVI Classic
2. Pada Toolbar File pilih Open Image File
12
3. Buka Folder penyimpanan data citra MODIS
4. Pilih Open, lalu akan muncul kotak dialog seperti berikut
13
5. Pilih RGB Color. Secara berurutan isi RGB dengan citra Band nomor 3, 2 dan 1
6. Lalu klik Load RGB, akan muncul tampilan Scroll Window dan Zoom Window seperti berikut
14
Gambar di atas adalah tampilan citra MODIS yang belum tergeoreferencing
7. Pada Toolbar Map pilih Georeferencing MODIS
Lalu akan muncul kotak dialog seperti berikut
Data Lintang Data Bujur Data Reflectance Data Radiance Data Emmissive
8. Pilih yang nomor tiga karena kita akan mengolah data reflectan. Maka akan uncul tampilan seperti dibawah ini.
15
9. Klik Oke, lalu akan muncul window seperti berikut
10. Atur sistem proyeksi, datum dan wilayah zonanya sesuai dengan kebutuhan. Lalu pada Enter Output GCP Filename pilih Choose untuk memilih destinasi penyimpanan file GCP dan beri nama pada file GCP. Setelah diatur tampilannya akan berubah seperti berikut
16
11. Setelah itu klik Oke, lalu akan muncul window baru seperti berikut
12. Pada Enter Output Filename, pilih Choose untuk memilih destinasi penyimpanan file dan beri nama pada filenya
17
13. Setelah destinasi penyimpanan filenya ditentukan, pada window Registration Parameter klik Oke. Akan muncul window yang menunjukkan proses georeferencing sedang berlangsung
18
14. Setelah proses georeferencing selesai pada window Available Band List akan muncul data Band yang telah ter-georeferencing
15. Setelah itu pada window daftar Band yang aktif, pilih RGB color dan pilih band nomor 3, 2 dan 1 dari Band yang telah di-georeferencing untuk diisikan pada kolom RGB
19
16. Setelah itu ubah pilihan pada No Display menjadi New Display lalu klik Load RGB. Akan muncul window yang menampilkan citra MODIS yang sudah ter-georeferencing
17. Untuk menampilkan koordinat/memastikan citra yang ada sudah tergeoreferencing caranya klik kanan pada window citra, pilih Cursor Location/Value.
20
3.3.2
Mendeteksi Awan 1. Setelah membuka data citra MODIS di ENVI 5.1, pada Toolbar Basics Tools pilih menu Band Math
2. Akan muncul window seperti berikut
Pada kolom Enter an Expression isikan secara manual ‘float(B1)GT 0.2’
21
3. Klik Add to List
Pada kolom Band Math Expression klik formula yang sebelumnya sudah dimasukkan, lalu klik Oke 4. Akan muncul window baru seperti berikut
Band belum terdefinisi
22
5. Definisikan Band yang akan dipakai dengan cara pilih Band yang tersedia di kolom Available Band List. Lalu klik Choose pada Enter Output Filename untuk menentukan destinasi penyimpanan file deteksi awan.
6. Setelah selesai klik Oke, lalu pada window Available Band List akan muncul data deteksi awan
23
7. Klik kanan pada Band deteksi awan lalu pilih Load Band to New Display
Gambar diatas merupakan tampilan deteksi awan pada citra MODIS yang sudah terektifikasi.
24
BAB IV HASIL DAN ANALISA
4.1
GEOREFERENCING 4.1.1
Hasil
Hasil dari citra MODIS yang sudah tergeorefencing adalah citra satelit yang memiliki koordinat adalah sebagai berikut
25
4.1.2
Analisa
1. Perbedaan tampilan antara citra yang belum ter-georeferencing dengan citra yang sudah ter-georeferencing sangat kentara.
Gambar 1 Citra MODIS sebelum di-georeferencing
Gambar 2 Citra MODIS setelah di-georeferencing
26
Dapat dilihat pada gambar di atas, pada gambar pertama yaitu citra MODIS yang belum tergeoreferencing nampak tegak pada Scroll Window dan hasil pemrosesan data citra tampak lebih jelas. Sedangkan pada gambar kedua yaitu citra MODIS yang sudah tergeoreferencing nampak agak miring akibat dari proses pemberian koordinat dan sistem proyeksi pada citra lalu hasil pemrosesan tampak kurang jelas karena ada lapisan warna ungu yang mengcovernya.
2. Hasil susunan data Band yang terdapat pada window Available Bands List pada saat sebelum dan sesudah proses georeferencing juga berbeda.
Gambar 3 Data Band sebelum georeferencing
Gambar 4 Data Band setelah georeferencing
Dari gambar di atas dapat dilihat bahwa Band yang telah tergeoreferesi ditandai dengan kata ‘warp’ di depan nama Bandnya
27
BAB V PENUTUP
5.1
KESIMPULAN Georeferencing digunakan untuk memberi koordinat pada citra mentah. Salah satu aplikasi yang dapat digunakan adalah ENVI 5.1. Dalam praktikum ini citra satelit yang digunakan adalah citra dari sensor MODIS. MODIS sendiri merupakan satelit polar dengan resolusi spasial cukup rendah yaitu sebesar 1 km x 1 km namun memiliki jumlah Band/kanal yang banyak yaitu sebanyak 36 kanal. Output dari georeferencing adalah tampilan citra yang sudah disesuaikan dengan sistem proyeksi dan datum yang diinginkan serta citra yang didapat sudah memiliki koordinat. Terdapat perbedaan pada citra sebelum dan sesudah proses georeferencing. Perbedaan tersebut dapat diamati pada tampilan citra serta data Band pada saat sebelum dan sesudah ter-georeferencing.
5.2
SARAN Dari praktikum yang sudah dilakukan, agar kendala yang dihadapi dapat diminimalisir alangkah baiknya jika saat praktikum pastikan bahwa software yang digunakan cocok dengan spesifikasi PC/Laptop yang digunakan. Lalu dalam penyimpanan file data – data Band, data georeference, data deteksi awan akan lebih baik jika ditempatkan dalam folder yang mudah ditemukan dan beri nama file dengan jelas agar tidak salah dikenali sebagai file lainnya.
28
DAFTAR PUSTAKA
http://www.atobasahona.com/2016/05/pengertian-georeferensi-dan-cara.html http://karyatulisilmiah.com/rektifikasi-dalam-sistem-informasi-geografi-sig/ http://bappeda.ntbprov.go.id/wp-content/uploads/2013/09/Bab08b_Georeferencing.pdf https://www.academia.edu/7339269/koreksi_geometrik_dan_radiometrik http://www.gispedia.com/2016/04/Karakteristik-citra-modis.html#ixzz4LTceOQi5 http://www.rastermaps.com/2014/02/modis-download_19.html https://www.academia.edu/8501676/Resolusi_Citra_Penginderaan_Jauh
29
