TUGAS 1 PRAKTIKUM Pengolahan Citra Digital (GD5201)
PRIMA RIZKY MIRELVA 15109072 Program Magister Teknik Geodesi dan Geomatika, Institut Teknologi Bandung
Sejarah Landsat Landsat atau pada awalnya bernama ERTS (Earth Resource Technology Satellite) merupakan salah satu program yang dirintis National Aeronautics and Space Administration milik Amerika atau dikenal juga dengan NASA, sejak sekitar tahun 1970an. Landsat dapat dikatakan sebagai pelopor pertama dalam bidang penginderaan jauh dengan cakupan seluruh wilayah di dunia. Terdapat beberapa generasi Landsat yakni Landsat 1 (1972-1978), Landsat 2 (1975-1982), Landsat 3(1978-1983), Landsat 4(1982-2001, namun kemampuan untuk mengunduh data rusak sejak tahun 1993), Landsat 5 (1984-2013), Landsat 6 (namun gagal dalam peluncuran pada tahun 1993) dan generasi yang terakhir adalah Landsat 7 (1999- masih beroperasi). Generasi yang akan diluncurkan bulan Februari tahun 2013 ini adalah LDCM (Landsat Data Continuity
Mission). Gambar 1. Dari kiri ke kanan: generasi Landsat 1-7 Sumber:(http://landsat.gsfc.nasa.gov) Landsat banyak digunakan untuk keperluan pengamatan dari waktu ke waktu dengan cakupan wilayah yang cukup luas, karena resolusi spasialnya tidak terlalu baik namun resolusi temporalnya cukup tinggi. Data satelit Landsat sering digunakan untuk melihat perubahan tutupan lahan pada suatu wilayah, dalam kurun waktu tertentu, yang dapat disebabkan oleh beberapa faktor seperti, penambahan jumlah penduduk, alih fungsi lahan, ekplorasi-eksploitasi, bencana alam dan sebagainya.
Landsat 7 Landsat 7 diluncurkan pada tanggal 15 April 1999 dari Vandenburg Air Force Base, melalui roket Delta II. Karakteristik Landsat 7 adalah sebagai berikut: bobot :sekitar 2200 kg , dengan panjang 4,3 m dan diameter sebesar 2,8 m orbit :sun-synchronous waktu cycle :16 hari inklinasi :98.2o ketinggian :705 km sensor : ETM+ (Enhanced Thematic Mapper Plus)
2
Nama Band Band 1 Band 2 Band 3 Band 4 Band 5 Band 6 Band 7 Band 8
Tipe Band Panjang Gelombang Visible 0,45 - 0,52 µm Visible 0,52 – 0,60 µm Visible 0,63 – 0,69 µm Near-Infrared 0,77 – 0,90 µm Near-Infrared 1,55 – 1,75 µm Thermal 10,40 – 12,50 µm Mid-Infrared 2,08 – 2,35 µm Panchromatic 0,52 – 0,90 µm Tabel 1. Penjelasan band pada sensor ETM+ Sumber: (http://landsat.usgs.gov)
Resolusi 30 m 30 m 30 m 30 m 30 m 60 m 30 m 15 m
Dalam pengolahan data citra, ketujuh band atau kanal tersebut dapat dikombinasikan untuk mendapatkan citra yang sesuai dengan tujuan awal pengolahan citra. Berikut adalah penjelasan aplikasi dari ketujuh band citra Landsat. No. Band 1
2 3 4 5 6 7
Aplikasi Sangat baik digunakan untuk keperluan yang berhubungan dengan wilayah perairan seperti pemetaan pesisir, pemetaan ekosistem bawah air, sedimen dalam air, dan juga untuk membedakan tanah dan batu dengan vegetasi, serta untuk identifikasi bangunan Melihat kesehatan dari vegetasi, perbedaan atau tingkat kekeruhan air, identifikasi bangunan atau obyek buatan manusia Dapat digunakan untuk membedakan vegetasi dengan tanah, namun kurang dapat memisahkan hutan dengan air Memonitor kelembapan tanah dan vegetasi, serta badan air, banyak digunakan untuk pertanian. Memonitor kelembapan dari vegetasi, dapat membedakan salju dan awan Suhu permukaan, stress pada vegetasi, pengamatan gunung berapi, Melihat perbedaan batu dan mineral, kelembapan vegetasi Tabel 1. Aplikasi band pada Landsat 7 Sumber: (http://landsat.gsfc.nasa.gov)
3
Pengolahan data citra Landsat 7 dengan software ILWIS 1. Memasukan data citra Landsat ke software ILWIS : a. File -> Import -> Format GDAL -> Raster->Pilih format GeoTIFF
Gambar 2. Langkah-langkah memasukan data citra Pada kotak dialog, masukan citra Landsat yang akan digunakan kemudian klik OK. Akan muncul tampilan tiga file berupa raster map, coordinate system dan georeference.
Gambar 3. Tampilan data ILWIS b. Selain menggunakan pilihan pada Menu Bar, memasukan citra dapat dilakukan dengan memilih Import via GDAL yang ada pada Operation Tree di bagian kiri tampilan software ILWIS.
Gambar 4. Pilihan Import Via GDAL pada Operation-Tree 4
Akan muncul kotak dialog untuk melakukan pemilihan citra, kemudian masukan nama untuk output file sesuai dengan kanalnya misal Band1, klik OK.
Gambar 5. Kotak dialog Input 2. Dengan langkah 1.b, masukan semua data kanal (1 sampai dengan band 7). Sehingga file directory terisi dengan band1 sampai dengan band7.
Gambar 6. Tampilan Band1 sampai dengan Band7 pada file directory 3. Melihat tampilan dari band dapat dilakukan dengan memilih kanal, lalu pilih file: Raster Map pada window: Foreign Collection. Akan muncul kotak dialog untuk melakukan pengaturan tampilan. Tanpa mengubah default, klik OK.
5
Gambar 7. Melihat tampilan dari band citra 4. Membuat komposit atau gabungan beberapa kanal dapat dilakukan dengan memilih File -> Create -> Map List.
Gambar 8. Membuat komposit 6
Akan muncul tampilan kotak dialog yang meminta kanal yang akan digunakan dalam pembuatan komposit. Pilih band1 sampai dengan band7 klik tanda ‘>’, sehingga semua band berada di kotak sebelah kanan. Klik OK.
Gambar 9. Tampilan kotak dialog Create MapList
Pada directory akan muncul file baru, sesuai dengan nama yang diberikan sebelumnya, yakni ‘Komposit’.
Gambar 10. Tampilan file MapList baru Pilih komposit, kemudian akan muncul window baru : Map List “Komposit’, pilih toolbar: Open As ColorComposite yang terletak pada bagian kiri. Muncul kotak dialog baru: Display Options.
7
Gambar 11. Tampilan kotak dialog pembuatan Map List Misalnya dengan memilih band7 sebagai Red Band, band4 sebagai Green Band dan band1 sebgai Blue Band didapatkan citra dengan komposisi warna sebagai berikut.
Gambar 12. Tampilan citra dengan kombinasi band7, band4 dan band1
8
Tampilan citra komposit sangat tergantung pada pemilihan band untuk mengisi Red Band, Green Band dan Blue Band. Dengan mengetahui sifat atau karakteristik setiap band maka dapat dipilih komposisi yang tepat untuk keperluan mendeteksi vegetasi, bangunan dan daerah berair. a. Keperluan mendeteksi vegetasi
Red Band Green Band Blue Band
: Band 5 : Band 4 : Band 1
9
b. Keperluan mendeteksi bangunan
Red Band Green Band Blue Band
: Band 7 : Band 4 : Band 2
10
c. Keperluan mendeteksi daerah berair
Red Band Green Band Blue Band
: Band 4 : Band 3 : Band 2
11
Kesimpulan Dijelaskan sebelumnya bahwa setiap kanal pada citra Landsat memiliki kemampuan dan karakteristik yang berbeda-beda. Sehingga untuk mendapatkan hasil yang optimal diperlukan kombinasi yang tepat. Secara umum obyek di permukaan bumi terbagi tiga yakni vegetasi, tanah dan juga air. Obyek tersebut memiliki karakteristik yang berbeda dalam menyerap maupun memantulkan gelombang elektromagnetik. Hal ini berpengaruh pada nilai reflektansi yang diterima oleh sensor satelit.
Gambar 13. Tampilan karakteristik panjang gelombang band Landsat Sumber: http://gdsc.nlr.nl/gdsc/en/information/earth_observation/band_combinations Dari gambar.13 dapat dilihat bahwa vegetasi terdeteksi cukup baik pada kanal 4, 5 dan 7. Namun kombinasi ketiga band ini jarang digunakan karena vegetasi terlihat biru dan biasanya digunakan untuk melihat penetrasi dari atmosfer (James W. Quinn, 2001). Sehingga kanal 7,4 ataupun 5 biasanya dikombinasikan dengan kanal lain untuk mengetahui kesehatan dari vegetasi maupun untuk mengetahui fase vegetasi tersebut. Untuk identifikasi bangunan dapat menggunakan kanal 7, karena kanal ini dapat digunakan untuk mengidentifikasi batuan atau mineral. Kombinasi RGB:7,4,2 membuat vegetasi terlihat berwarna hijau dan daerah urban berwarna abu-abu dan coklat. Kombinasi kanal ini sering digunakan untuk melihat warna yang menyerupai alami dari citra. 12
Dari Gambar.13 diketahui bahwa air memantulkan gelombang pada kanal 1,2, dan 3, hal ini menyebabkan air berwarna hitam pada kanal 4,5,6 dan 7 karena gelombang elektromagnetik kanal tersebut diserap. Sehingga kombinasi kanal 4,3,2 cukup baik untuk digunakan dalam menginterpretasi air. Pada kombinasi kanal 4,3,2, tumbuhan berwarna merah, selain itu kandungan seperti sedimen yang ada pada air dapat terlihat.
Referensi: http://landsat.gsfc.nasa.gov http://gdsc.nlr.nl/gdsc/en/information/earth_observation/band_combinations James W. Quinn, 2001 (http://web.pdx.edu/~emch/ip1/bandcombinations.html)
13