PENGGABUNGAN CITRA
UNTUK MENINGKATKAN MUTU ANALISIS TUTUPAN LAHAN
Ogi Gumelar
Pusat Data LAPAN, Jl. Lapan 70 Pekayon, Pasar Rebo, Jakarta Timur
Email: ogumelar@yahoo.com
A B S T R A C T
There was a successful research that has been done about image fusion whereas the purpose is to increase land cover quality analytic. Even though the intensity of panchromatic will be affected by comparing its originality, but it has been proven that fusion technique have better quality result. The result is an improvement of image quality from resolution perspective with less changing any contrast differentiation for each band characteristic. A north district of Bali has been taken as an area of study because the selected area has a better morphological earth’s surface.
Keywords: Landsat 7, SPOT, Brovey , Fusion 1)
I. PENDAHULUAN
Seperti diketahui, Indonesia memiliki berbagai sumber daya alam yang sangat kaya, baik dari segi sumber daya pertambangan, perairan, kehutanan maupun pertanian. Informasi mengenai sumber daya alam dapat diperoleh di instansi maupun organisasi yang terkait atau dengan langsung menganalisa data olahan citra satelit.
Pada umumnya, citra satelit memiliki nilai kelebihan maupun kekurangan. Seperti halnya citra satelit SPOT yang mempunyai 1 “band” pankromatik dengan resolusi spasial tinggi, namun diketahui bahwa resolusi spektralnya rendah, sebaliknya untuk citra satelit LANDSAT 7 ETM memiliki 8 “band” dengan resolusi spektral per pikselnya tinggi, namun resolusi spasialnya justru rendah. Oleh karena itu, timbul pemikiran, bagaimana seandainya kedua citra satelit ini digabungkan, dengan harapan bahwa masing-masing kelemahan bisa terkompensasi, sehinga kita bisa mendapatkan data yang relatif lebih “baik” sifatnya, sehinga dengan data tersebut diolah untuk mendapatkan informasi yang lebih memadai. Tujuan utama adalah untuk mendapatkan citra satelit yang dapat memberikan data lebih ter “enhanced”, khususnya apabila digunakan untuk menganalisa tutupan lahan.
II. DASAR TEORI
Yang dimaksudkan dengan “band” dalam citra di sini adalah saluran panjang gelombang direkam oleh satelit, dimana masing-masing satelit memiliki perbedaan sensor perekaman.
2. 1 Penggabungan citra.
Secara sederhana penggabungan citra secara definisi ada 3, yaitu : 7)
2.1.1 Fusion adalah penggabungan antara dua citra atau lebih yang dijadikan menjadi suatu citra yang baru dengan menggunakan beberapa algoritma tertentu.
2.1.2 Merging adalah penggabungan dengan pemahaman bahwa dua citra atau lebih yang dijadikan satu dengan teknik penajaman dan penormalan citra tertentu.
2.1.3 Combination adalah penggabungan beberapa band dalam suatu citra multi untuk suatu tujuan tertentu.
Adapun langkah-langkah penggabungan yang dimaksud, secara diagram alir bisa diilustrasikan seperti pada gambar 1.
Gambar 1. Diagram Alir langkah penggabungan citra
2. 2 Data
Data yang digunakan adalah citra multispektral Landsat 7 ETM tanggal 19 Agustus 2000 path/row 116/066 dengan citra pankromatik SPOT 2 tanggal 10 Agustus 2007 Knum/Jnum 303/366 serta citra SPOT 4 tanggal 29 Juli 2007. Area studi ini terletak pada batas geografi 8º09’11,79” – 8 º 12’40,3” LS dan 115 º 26’16,89” -115 º 30’10,3” BT.
2.3 Landsat 7
Citra multi spektral Landsat dengan resolusi spasial 30m memiliki beberapa band yang karakteristiknya berbeda-beda: 3) 4)
1. Band 1 0.45 – 0.52 m: Band biru ini memiliki informasi yang tinggi terhadap tubuh air jadi sangat sesuai untuk penggunaan lahan, tanah dan vegetasi.
2. Band 2 0.52 - 0.60 m: Band hijau ini memiliki informasi mengenai vegetasi selain cocok untuk penggunaan lahan, jalan dan air namun sesuai pula untuk diskriminasi dan assesmen vegetasi. Dimana tanaman-tanaman yang kurang sehat dapat diketahui karena absorbsi cahaya merah oleh klorofil menurun atau refleksi pada daerah merah naik sehingga menyebabkan daun berwarna kuning
3. Band 3 0.63 – 0.69 m: Band merah ini memiliki informasi mengenai perbedaan antara vegetasi dan non vegetasi, misalnya dapat dilihat adanya perbedaan antara vegetasi dengan tanah khususnya pada daerah urban.
4. Band 4 0.76 – 0.90 m: Band inframerah dekat ini memiliki informasi mengenai varietas tanam-tanaman serta adanya perbedaan antara unsur air dengan unsur tanah, oleh karena itu dapat dilihat garis pantai dengan jelas.
5. Band 5 1.55 – 1.75 m: Band inframerah gelombang pendek ini memiliki informasi mengenai perbedaan warna antara tanah terbuka dengan objek-objek lain. Band ini sesuai untuk studi kandungan air tanah, air pada tanam-tanaman, formasi batu-batuan dan geologi pada umumnya
6. Band 6 10.40 -12.50 m: Band inframerah thermal ini memiliki informasi tentang studi kandungan air tanah, serta dapat membedakan kelembaban tanah dan fenomena-fenomena thermal.
7. Band 7 2.08 – 2.35 m: Band inframerah gelombang pendek ini memiliki informasi mengenai tanah terbuka sama halnya dengan band 5 akan tetapi lebih mengacu pada studi geologi maupun formasi batu-batuan.
Sedangkan untuk band 8 atau sering disebut band pankromatik memilki resolusi spasial 15m. Citra Landsat yang digunakan dalam penelitian ini adalah citra Landsat ortho 14,25m dimana sudah digabungkan antara multispektral dengan pankromatiknya serta kombinasi band yang digunakan hanya band 7, 4 dan 2.
2.4 SPOT
Untuk citra SPOT-4 yang menggunakan empat kanal spektral resolusi spasial 20m dan panjang gelombang yang berbeda-beda yaitu Band 1 pada jangkauan 0.50 - 0.59 m, Band 2 pada 0.61 - 0.68 m, Band 3 pada 0.78 - 0.89 m, dan Band 4 pada inframerah gelombang pendek (Short Wave Infrared) 1.58 - 1.75 m. Citra pankromatik SPOT-4 direkam menggunakan panjang gelombang tampak (0,51-0,71 m) dengan resolusi spasial 10m, sedangkan untuk citra SPOT-2 menggunakan tiga kanal spektral sama yaitu band 1, 2 dan 3, dimana citra pankromatik SPOT-2 direkam menggunakan panjang gelombang tampak (0,49-0,73 m) dengan resolusi spasial 10m. 6)
2.5 Metoda penggabungan
+
Citra Landsat 7 Citra Spot 4
Landsat 7 dengan Spot 4
Menggabungkan resolusi citra multi spektral Landsat dengan citra pankromatik SPOT dilakukan dengan metode tranformasi Brovey (menormalkan warna). Sebelum proses penggabungan dilakukan terlebih dahulu koreksi geometri terhadap SPOT dengan mengacu pada citra Landsat yang sudah terorthorektifikasi. Pengambilan titik kontrol tanah (Ground Control Point) berdasarkan pada analisa citra, maksudnya pengambilan secara acak berdasarkan obyek yang terlihat dimana posisi obyek tidak berubah (misal bangunan, bahu jalan, persimpangan, garis pantai, delta sungai, dan obyek lainnya yang tidak memiliki perubahan signifikan) pada kedua citra yang akan di sesuaikan (superimposed), akan tetapi pengambilan titik ini akan sulit ditentukan karena skala area yang dipilih tidak terlalu besar. Posisi titik tersebut diambil berdasarkan obyek yang terlihat pada skala 1:33.204.
Pada tahap penyesuaian dapat dilakukan pengambilan citra dengan mayoritas area permukaan tanahnya cukup rata sehingga sebagian kecil saja daerah yang memiliki tingkat ketinggian yang berbeda seperti lembah, bukit atau gunung. Setelah dilakukan koreksi geometrik kemudian akan diambil kombinasi band 742 dari citra Landsat, kombinasi band 742 ini memang sesuai dengan identifikasi penutup lahan. Sedangkan untuk citra SPOT yang diambil hanya band pankromatiknya saja karena band tersebut akan digunakan untuk menajamkan batas-batas penutup lahan secara spasial pada citra Landsat.
Setelah mendapatkan kedua citra tersebut kemudian dapat kita gabungkan dengan menggunakan Software ER Mapper 7.0, software ini memiliki resolution merge algorithm yang dapat menggabungkan antara citra multispektral landsat ortho resolusi spasial 14,25m dengan pankromatik SPOT resolusi 10m.
III. HASIL DAN PEMBAHASAN
Dari hasil penggabungan citra SPOT dan LANDSAT 7 – ETM dapat digunakan untuk menganalisa areal luasan tutupan lahan di sebagian utara daerah Bali. Landsat 7 asli ditampilkan pada gambar a, penggabungan resolusi antara citra pankromatik SPOT-2 dengan citra multispektral Landsat 7 kombinasi 742 pada gambar b, sedangkan untuk citra pankromatik SPOT-4 dengan citra multispektral Landsat 7 kombinasi 742 pada gambar c.
Gambar a. Landsat 7, b. SPOT-2 gabungan dan c. SPOT-4 gabungan
Dari hasil yang didapat, terlihat bahwa resolusi Landsat 7 sudah membaik secara visual terhadap batas-batas permukiman, garis pantai, areal pertanian, bentuk gunung, hutan, lekukan sungai. Misalnya untuk areal permukiman lebih terlihat membuat suatu blok jika dibandingkan dari citra Landsat aslinya, kemudian untuk areal vegetasi lebih terlihat kontras perbedaanya.
Hasil gabungan kedua citra memiliki resolusi 10m tiap pixelnya, walau daerah laut terlihat berbeda dikarenakan awan tipis yang dimiliki SPOT-2 dengan SPOT 4 berbeda selain itu tanggal dan jenis sensor berbeda pula.
Kelebihan menggunakan cara penggabungan
1. Didapatkannya citra yang lebih baik karena memiliki keunggulan dari citra Landsat dan SPOT.
2. Walaupun Transformasi Brovey mempengaruhi sistem pewarnaan pada masing-masing input band dari Landsat 7 (RGB 742) tetapi tidak merubah perbedaan yang kontras pada setiap karakteristiknya serta resolusinya dapat menjadi lebih baik.
3. Mendapatkan citra di suatu wilayah yang citranya tidak tersedia untuk penutup lahan (misal hanya ada landsat 5 saja yang tidak ada band pankromatik atau citra berawan, landsat 7 dengan (scan line corrector) slc off, keterbatasan data, efisiensi anggaran pembelian citra, atau hal lainnya).
Kelemahan menggunakan cara penggabungan
1. Lebar cakupan (swath) yang berbeda antara kedua citra,
2. Perbedaan tanggal mempengaruhi perbedaan sudut, kondisi alam dan posisi awan.
3. Berkurangnya informasi spektral dari citra Landsat dikarenakan tingkat intensitas dari citra pankromatik SPOT.
IV. KESIMPULAN
Dari hasil penggabungan citra dapat disimpulkan bahwa :
1. Alasan menggunakan citra Landsat 5 karena citra terbaru akan lebih mudah didapatkan serta menghindari adanya perbedan waktu perekaman. Selain itu perbedaan resolusi spasial dapat di restorasi lebih baik dengan menggunakan metode penggabungan ini.
2. Adanya teknik-teknik gabungan lainnya (misal algoritma yang ada pada ER Mapper atau software pengolahan lainnya) dapat digunakan untuk mengoptimalkan kualitas dari citra yang digabungkan.
3. Penggabungan antara citra resolusi tinggi (misal foto udara, ikonos atau quickbird) dengan citra multispektral (seperti SPOT atau Landsat) dapat digunakan sebagai pendukung dalam delineasi tutupan lahan.
4. Penggunaan alternatif citra lainnya seperti citra ALOS
Kesimpulan ini berdasarkan analisis beberapa citra yang diperoleh sebagai penelitian jadi tidak berdasarkan keseluruhan citra Landsat dan SPOT serta kualitas citra yang berbeda-beda mempengaruhi analisa penelitian ini.
Ucapan Terima Kasih
Penulis mengucapkan terima kasih kepada segenap tim Pusdata LAPAN yang telah banyak membantu secara teknis maupun teoritis, rekan akademisi UI, Bapak Sunartoto Gunadi selaku pembimbing penulis serta rekan lain yang tidak dapat penulis sebutkan dalam tulisan ini.
Daftar Pustaka
1) Jorge N´u˜nez, Xavier Otazu, Octavi Fors, Albert Prades, Vicen¸c Pal`a, and Rom´an Arbiol. 1999. Multiresolution-Based Image Fusion with Additive Wavelet Decomposition. IEEE TRANSACTIONS ON GEOSCIENCE AND REMOTE SENSING, VOL. 37, NO. 3, MAY 1999, pp:1204-1211
2) Gonzalez, Rafael C, 2001. Digital Image Processing/Richards E Woods. Prentice Hall, Inc.
3) Berita Inderaja Volume V, No.10, Desember 2006 PUSDATA LAPAN
4) Berita Inderaja Volume VI, No.11, Juli 2007 PUSDATA LAPAN
5) Penginderaan Jauh dan Interpretasi Citra. PUSDATA LAPAN dan UNNESS
6) F. Sri Hardiyanti Purwadhi, 2001. Interpretasi Citra Digital. PT Gramedia Widiasarana Indonesia.
7) Lillesand, T.M, Kiefer R.W., 1993. Penginderaan Jauh dan Interpretasi Citra. Yogyakarta;Gadjah Mada University Press.
8) Sutanto, 1994. Penginderaan Jauh Jilid 1 dan 2. Yogyakarta:Gadjah Mada University Press.
9) Lucien Wald, Some Terms of Reference in Data Fusion. IEEE TRANSACTIONS ON GEOSCIENCE AND REMOTE SENSING, VOL. 37, NO. 3, MAY 1999. pp: 1190-1193
