KOREKSI ATMOSFERIK CITRA LANDSAT 7 MENGGUNAKAN SOFTWARE

PCI GEOMATIKA 2014

LAPORAN

Dibuat untuk Memenuhi Tugas Praktikum Mata Kuliah

GD4104 – Penginderaan Jauh Lingkungan

Asisten :

Muhammad Taufik, S.T.

Oleh:

Sahat Jeriko Pardede 15112003

Daniel Arianto T. 15112016

Aris Stiawan 15112018

Dirga Prana Tarigan 15112055

PROGRAM STUDI TEKNIK GEODESI DAN GEOMATIKA

FAKULTAS ILMU DAN TEKNOLOGI KEBUMIAN

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

2015

ABSTRAK

Penginderaan jauh merupakan pengukuran atau perolehan informasi dari beberapa sifat

objek atau fenomena, dengan menggunakan alat perekam yang secara fisik tidak terjadi

kontak langsung dengan objek atau fenomena yang dikaji (American Society of

Photogrammetry). Instrumen yang digunakan untuk akuisisi data umumnya

menggunakan satelit penginderaan jauh, seperti satelit Landsat-7. Citra dari Landsat-7

ini masih mengandung beberapa kesalahan, diantaranya adalah kesalahan radiometrik.

Kesalahan radiometrik adalah kesalahan perekaman nilai pantulan sinar matahari akibat

faktor atmosfer, kerusakan sensor, arah dan intensitas cahaya matahari, pengaruh

topografi, dan lain- lain. Efek dari kesalahan ini membuat nilai piksel yang ditampilkan

oleh citra satelit bukanlah nilai murni pantulan yang sebenarnya, akan tetapi nilai

pantulan yang dipengaruhi kesalahan radiometrik (Andree Ekadinata et al, 2008: 48).

Kesalahan radiometrik dapat dihilangkan dengan melakukan koreksi radiometrik.

Koreksi radiometrik dilakukan untuk memperbaiki kualitas visual dan memperbaiki

nilai- nilai pixel yang tidak sesuai dengan nilai pantulan atau pancaran spektral objek

yang sebenarnya (Risti Arhatin, 2010: 9). Koreksi radiometrik meliputi kalibrasi

radimetrik dan koreksi atmosferik untuk mereduksi tutupan awan pada area pengamatan.

Koreksi atmosferik dapat dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak pengolah

data citra satelit seperti PCI Geomatika 2014.

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Seiring dengan berkembangnya teknologi, informasi mengenai permukaan bumi dapat

dilakukan dengan jarak jauh (alat tertentu) tanpa kontak langsung terhadap obyek,

wilayah, atau gejala yang dikaji. Penggunaan sensor radiasi elektromagnetik untuk

merekam gambar lingkungan bumi dapat diinterpretasikan menjadi informasi yang

berguna. Fenomena ini disebut dengan penginderaan jauh (remote sensing).

Pada umumnya teknik penginderaan jauh menggunakan alat berupa satelit penginderaan

jauh dalam proses akuisisi data, seperti Landsat-7 dengan data berupa citra satelit. Satelit

Landsat-7 diluncurkan pada tanggal 15 April 1999. Awalnya disebut Landsat data

Continuity Mission (LDCM), itu adalah sebuah kolaborasi antara NASA dan Geological

Survey Amerika Serikat (USGS). NASA Goddard Space Flight Center yang

menyediakan pengembangan, rekayasa sistem misi, dan akuisisi kendaraan peluncuran

sementara USGS disediakan untuk pengembangan sistem darat dan akan melakukan

operasi misi terus-menerus. Selama 108 hari pertama di orbit, LDCM menjalani

checkout dan verifikasi oleh NASA dan pada 30 Mei 2013 operasi dipindahkan dari

NASA ke USGS ketika LDCM secara resmi berganti nama menjadi Landsat 8. Untuk

menganalisis informasi yang didapat, penggunaan perangkat lunak (software) berperan

penting dalam penyempurnaan data yang ingin disampaikan ke masyarakat luas. Salah

satu software yang sering dan mudah digunakan ialah PCI Geomatika 2014. PCI

Geomatika 2014 merupakan software pengolah data penginderaan jauh yang dibuat oleh

PCI Geomatics, tujuan utama dibuatnya software ini adalah untuk mempercepat proses

pengolahan data citra penginderaan jauh dan mempermudah pengguna dalam

menganalisis hasil dari pengolahan citra tersebut. PCI Geomatika ini dapat digunakan

pada berbagai bidang, seperti pendidikan, komersial, bahkan keperluan militer.

1.2 Rumusan Masalah

Dari latar belakang yang telah dikemukakan diatas, maka dapat ditarik beberapa

rumusan masalah, yaitu:

1. Bagaimana cara melakukan koreksi atmosferik mnggunakan software PCI

Geomatika 2014?

2. Bagaimana perbandingan hasil citra yang telah dikoreksi atmosferik dengan citra

yang belum dikoreksi atmosferik?

1.3 Tujuan

Tujuan dari praktikum kali ini adalah :

1. Mengetahui cara melakukan koreksi atmosferik mnggunakan software PCI

Geomatika 2014.

2. Mengetahui perbedaan hasil citra yang telah dikoreksi atmosferik dengan citra

yang belum dikoreksi atmosferik.

1.4 Metodologi

1.4.1 Alat dan Bahan

Pada praktikum mata kuliah GD4104 – Pengindraan Jauh Lingkungan kali ini

menggunakan perangkat keras komputer dengan perangkat lunak PCI Geomatika

2014, dan data citra satelit yang kam gunakan adalah citra satelit Landsat-7

wilayah Jawa Timur.

1.4.2 Langkah Kerja

Citra Satelit Landsat-7

Buka PCI Geomatika 2014

Open FIle

Koreksi Atmosferik pada Menu Analysis

Citra Satelit Landsat-7 yang

Sudah terkoreksi

BAB 2

PENGOLAHAN DATA DAN HASIL

2.1 Pengolahan Data

1. Buka software PCI Geomatika 2014, hingga muncul tampilan seperti berikut, pilih

menu Focus sehingga akan muncul kotak kerja seperti dibawah ini

Gambar 1. Tampilan awal software PCI Geomatika

2. Pilih menu Tools, lalu pilih Algoritma Librarian, sehingga akan muncul kotak dialog seperti di bawah, kemudian klik Find dan centang pada “Match algorithm description using any keyword”, kemudian tuliskan “Landsat” pada kolom Find What, lalu klik Find Next dan pilih CDLAND7.

Gambar 2. Menu Tools

Gambar 3. Kotak Dialog Algoritma Librarian

3. Kemudian muncul kotak dialog CDLAND7 Module Control Panel pada menu File pada Output centang pada kotak “viewer grayscale” dan kotak lokasi software PCI Geomatika 2014 di instal. Kemudian tentukan tempat menyimpan output dari citra yang akan diolah dengan klik Browse.

Gambar 4. Kotak dialog CDLAND7 Module Control Panel bagian File

4. Kemudian pada menu Input Params 1 pilih file (citra saltelit) yang akan diolah dengan format .tiff dan pada kolom CD Onput Layer(s) List (Max. 16) isikan 1,2,3,4,5,7 yang merupakan urutan Band yang akan dimasukkan, kemudian klik Run.

Gambar 5. Kotak dialog CDLAND7 Module Control Panel bagian Input Params 1

5. Kemudian akan muncul citra yang akan diolah

Gambar 6. Citra Satelit Landsat-7 yang akan dikoreksi atmosferik

6. Kemudian pada menu Analysis pilih Atmospheric Correction dan pilih ATCOR Ground Reflectance, seperti gambar dibawah

Gambar 7. Menu Analysis Gambar 8. Kotak Dialog Atmospheric Correction

Pada kotak dialog Atmospheric Correction terdapat menu ATCOR – Ground Reflectance dan pilih Sensor and Image Setting, kemudian masukkan file hasil proses sebelumnya, setelah file dimasukkan pada kolom Sensor Information akan terisi secara otomatis, kemudian tentukan lokasi penyimpanan dari hasil Atmospheric Correction. Dan klik Next.

Gambar 9. Kotak Dialog Atmospheric Correction bagian Sensor and Image Setting

7. Selanjutnya adalah bagian Haze and Cloud Masking, isi kolom pada Cloud Masking, Water Masking dan Haze Removal sesuai dengan keadaan dari citra satelit, biasanya terisi secara otomatis. Kemudian klik Next

Gambar 10. Kotak Dialog Atmospheric Correction bagian Haze and Cloud Masking

8. Selanjutnya adalah menu Illumination Condition, isilah informasi ketinggian satelit pada waktu akuisisi data, kemudian klik Next. Maka akan ke menu Visibility and Ground Reflectance, kemudian klik Run. Sehingga citra akan diproses oleh software untuk dikoreksi atmosferik. Tunggu sampai proses selesai kemudian pada kotak kerja Focus citra yang telah terkoreksi atmosferik secara otomatis akan ditampilkan.

Gambar 11. Kotak Dialog Atmospheric Correction bagian Illumination Condition

2.2 Hasil Pengolahan Data

Berikut adalah tampilan dari citra satelit sebelum dan sesudah koreksi atmosferik

menggunakan software PCI Geomatika 2014 :

Gambar 12. Citra Satelit Sebelum Koreksi Amosferik

Gambar 13. Citra Satelit Setelah Koreksi Amosferik

BAB 3

ANALISIS DAN KESIMPULAN

3.1 Analisis

Atmosfer memancarkan radiasi kearah atas (sesuai dengan hukum Planck) sebagai

fungsi dari suhu pada ketinggian yang berbeda. Total energi yang diterima oleh sensor

merupakan integrasi dari ‘view path’ setiap kontribusi ketinggian.

Penghapusan pengaruh atmosfer merupakan langkah penting dalam pra-pengolahan

analisis citra dari hasil reflektansi permukaan. Sifat atmosfer seperti jumlah uap air,

distribusi aerosol, dan visibilitas pada citra harus diketahui sedangkan pengukuran

langsung sifat-sifat atmosfer tidak tersedia, maka harus dikoreksi dari citra itu sendiri.

Khususnya citra memiliki informasi spektral (pixel) yang dapat mengukur efek

penyerapan uap air di atmosfer. Sifat atmosfer ini digunakan untuk membatasi model

citra yang akurat berdasarkan pancaran radiasi atmosfer untuk menghasilkan perkiraan

reflektansi permukaan bumi sebenarnya.

Koreksi atmosferik menggunakan software PCI Geomatica 2014 memakai algoritma

ATCOR (ATmospheric CORrection) yang bekerja menggunakan katalog fungsi koreksi

atmosfer (MODTRAN-2 dan SENSAT-5) disimpan dalam tabel look-up. Katalog

tersebut terdiri dari profil ketinggian yang berbeda tekanan, suhu udara, dan

kelembaban; beberapa jenis aerosol; ketinggian tanah dari 0-1,5 km di atas permukaan

laut; sudut zenith matahari mulai dari 0 ° sampai 70 °). Katalog ini berfungsi untuk

mendefinisikan target (vegetasi gelap, padat atau air), kabut, dan awan. Citra dapat

dibagi menjadi subimage, yang disebut sektor.

Pengerjaan dilakukan secara otomatis dalam menghitung visibilitas di daerah-daerah

yang mengandung referensi piksel. Fase ini memilih salah satu dari katalog atmosfer

yang tersedia dalam katalog, yaitu profil ketinggian tekanan, suhu dan kelembaban serta

jenis aerosol. Visibilitas diperoleh dengan cara mencocokkan DN dalam model saluran

spektral target reflektansi yang diketahui ke daerah-daerah non-referensi (belum

diketahui). Langkah kedua adalah penghapusan kabut berdasarkan statistik pencocokan

histogram pada daerah kabut dari bagian yang tampak dari cuplikan citra untuk masing-

masing sektor dan setiap band. Langkah terakhir adalah perhitungan gambar reflektansi

tanah termasuk koreksi adjacency, dan perhitungan kecerahan tanah.

3.2 Kesimpulan

Koreksi atmosferik sebuah citra satelit, pada praktikum ini menggunakan citra satelit

Landsat-7 dapat dilakukan menggunakan software PCI Geomatika 2014 dengan

langkah-langkah yang telah dijelaskan pada Bab 2. Setelah dilakukan koreksi atmosferik

dapat diketahui perbedaan dari kedua citra yang terletak pada ketajaman dari citra

tersebut. Citra yang telah dikoreksi memiliki intensitas awan yang lebih sedikit sehingga

memperjelas tampilan dari citra tersebut. Namun koreksi atmosferik tidak dapat

menghilangkan semua awan dari citra, hanya awan yang relatif yang tereduksi.

3.3 Saran

Saran yang dapat kami berikan untuk mendapatkan perbedaan yang signifikan antara

citra asli dan citra terkoreksi sebaiknya citra asli dipilih hanya di area dengan intensitas

awan yang tinggi.

DAFTAR PUSTAKA

Budi H. A. 2005. Materi Kuliah Penginderaan Jauh. ITB

http://www.exelisvis.com/docs/AboutAtmosphericCorrectionModule.html

Levin, Noam. 1999. Fundamental of Remote Sensing. Italy