Download - G24120075-Analisis Spektral
-
8/16/2019 G24120075-Analisis Spektral
1/14
Laporan Praktikum 7 Hari/tanggal: Kamis, 19 November 2015
Pengindraan Jauh dan Waktu Praktikum: 13.30-16.30
Interpretasi Citra Dosen: Dr. Ir. Khursatul Munibah M.Sc.
Asisten: Novi Anggriani (A14110047)
Indah Purnama Sari (A14110083)
Analisis Spektral
Nama: Siti Rini Rahmayanti
NRP: G24120075
LABORATORIUM PENGINDERAAN JAUH DAN INTERPRETASI CITRA
DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2015
-
8/16/2019 G24120075-Analisis Spektral
2/14
Metodologi
Melakukan Stacking citra pada band 1, 2, 3, 4, 5, 7
-
8/16/2019 G24120075-Analisis Spektral
3/14
Melakukan koreksi radiometrik
Input nilai solar distance sesuai hari pengambilan data citra
Input nilai minimum dan maksimum setiap band serta nilai solar elevation
-
8/16/2019 G24120075-Analisis Spektral
4/14
Setelah koreksi radiometrik, bandingkan nilai Digital Number sebelum dan setelah
koreksi
Hasil dan Pembahasan
Citra digital merupakan array piksel dua dimensi. Setiap piksel memiliki
nilai intensitas masing-masing yang direpresantisakan dalam nilai Digital Number .
Suatu citra satelit tersusun oleh Digital Number (DN) yang merupakan bentuk dari
data citra optik yang dikirimkan ke pengguna. Salah satu hasil konversi DN adalah
nilai reflektan atau gelombang pantul dari suatu objek. Penutupan lahan yang sama
akan memiliki sifat-sifat reflektansi (nilai DN) yang sama (Arhatin 2007).
Data citra satelit awal biasanya mengandung noise yang ditimbulkan oleh
sistem, salah satunya karena perbedaan posisi matahari pada saat data diakusisi.
Koreksi ToA merupakan perbaikan akibat distorsi radiometrik yang disebabkan
oleh posisi matahari. Koreksi ToA dilakukan dengan cara mengubah nilai digital
number (DN) ke nilai reflektansi (Rahayu et al. 2014). Koreksi radiometrik
dilakukan agar informasi yang terdapat dalam data citra dapat dengan jelas dibaca
dan diinterpretasikan. Proses koreksi radiometrik mencakup koreksi efek-efek yang
berhubungan dengan sensor untuk meningkatkan kontras (enhancement ) setiap
piksel ( picture element ) dari citra, sehingga objek yang terekam mudah
diinterpretasikan atau dianalisis atau menghasilkan data atau informasi yang benar
sesuai dengan keadaan lapangan. Penyebab utama distorsi ini adalah adanyahamburan atmosfer yang pengaruhnya semakin besar terhadap gelombang pendek
sehingga nilai piksel tidak sesuai dengan nilai spektral sebenarnya (Jensen 1986).
Landsat-7 merupakan citra dengan resolusi spasial 30 m pada band 1, 2, 3,
4, 5, 7 dan 60 m pada band 6 (thermal). Landsat-7 dilengkapi dengan Enhanced
Thematic Mapper Plus (ETM+) yang merupakan kelanjutan dari program Thematic
Mapper (TM) yang diusung sejak Landsat-5. Band yang dimiliki oleh satelit ini
pada dasarnya 7, namun dilengkapi dengan band pankromatik yang memiliki
resolusi 15 m.
-
8/16/2019 G24120075-Analisis Spektral
5/14
Gambar 1 Karakteristik Citra Satelit Landsat 7
Gambar 2 Karakteristik Citra Satelit Landsat 8
Landsat-8 atau Landsat Data Continuity Mission (LDCM) meiliki dua
sensor yaitu Deteksi Parameter Geobiofisik dan sensor Operational Land Imager
(OLI) dan sensor Thermal Infrared Sensor (TIRS). Sensor OLI mempunyai tujuh
band dengan resolusi spasial yang sama dengan Landsat-7 yaitu sebesar 30 m, untuk
band 8 memiliki resolusi spasial 15 m. Sensor OLI dilengkapi dengan dua band
baru yaitu band 1 dengan panjang gelombang 0.43 - 0.45 m untuk aerosol garis
pantai dan band-9 dengan panjang gelombang 1.36 - 1.38 m untuk deteksi awancirrus. Sedangkan untuk sensor TIRS dilengkapi dengan dua band dengan resolusi
spasial sebesar 100 m untuk menghasilkan kontinuitas kanal inframerah thermal
(Suwargana 2013).
-
8/16/2019 G24120075-Analisis Spektral
6/14
Tabel 1 Digital Number Landsat 7 Sebelum dan Setelah Koreksi Radiometrik
Tutupan
Lahan
Koordinat Band 1 Band 2 Band 3 Band 4 Band 5 Band 7
X Y DN Refl. DN Refl. DN Refl. DN Refl. DN Refl. DN Refl.
Awan6° 41'
53.9203" S
106° 45'
59.4624" E255 255 255 255 255 255 255 255 255 255 255 255
Bayangan6° 55'
32.8636" S
106° 43'
34.2030" E48 48 35 35 22 22 32 32 20 20 21 21
Pemukiman6° 48'
49.5618" S
107° 35'
39.4853" E76 76 71 70 73 73 83 83 115 115 135 135
Vegetasi
Kayu
6° 46'
10.9393" S
107° 37'
0.1315" E48 48 33 33 23 23 51 51 21 21 21 21
Vegetasi
Non-kayu
6° 39'
57.5248" S
106° 39'
51.7988" E74 74 69 65 54 55 156 156 108 108 65 65
-
8/16/2019 G24120075-Analisis Spektral
7/14
Tabel 2 Digital Number Landsat 8 Sebelum dan Setelah Koreksi Radiometrik
Tutupan
Lahan
Koordinat Band 1 Band 2 Band 3 Band 4 Band 5 Band 7
X Y DN Refl. DN Refl. DN Refl. DN Refl. DN Refl. DN Refl.
Awan2° 37'
52.8197" S
99° 23'
40.3688" E255 255 255 255 255 255 255 255 255 255 255 255
Bayangan2° 24'
37.9066" S
99° 11'
15.9726" E76 76 67 67 58 58 64 65 86 87 109 109
Pemukiman2° 56'
46.8845" S99° 3' 2701" E 85 85 78 78 75 75 71 70 106 106 142 141
Vegetasi
Kayu
2° 14'
35.5055" S
99° 36'
35.4303" E77 75 69 67 64 64 56 53 154 141 116 97
Vegetasi
Non-kayu
2° 19'
50.9989" S
99° 50'
10.4691" E78 77 70 69 72 72 58 57 173 176 116 113
-
8/16/2019 G24120075-Analisis Spektral
8/14
Gambar 3 Data Citra Landsat 7 Hasil Stacking Sebelum Koreksi Radiometrik
(Kiri) dan Setelah Koreksi Radiometrik (Kanan)
Gambar 4 Data Citra Landsat 8 Hasil Stacking Sebelum Koreksi Radiometrik(Kiri) dan Setelah Koreksi Radiometrik (Kanan)
Berdasarkan gambar 3 dan 4 terlihat bahhwa kedua data tersebut tidak
memiliki perbedaan yang sihnifikan. Namun bila dilihat lebih lanjut, setelah
dilakukan koreksi radiometrik pada data citra Landsat 7 dan Landsat 8 terlihat
bahwa daerah pegunungan berubah menjadi lebih datar (lebih halus) daripada data
sebelum dilakukan koreksi radiometrik.
-
8/16/2019 G24120075-Analisis Spektral
9/14
Gambar 5 Kurva Perbandingan Nilai Digital Number Awan Landsat 7 dan
Landsat 8 Sebelum dan Setelah Koreksi Radiometrik
Berdasarkan gambar 4 tidak terjadi perbedaan nilai digital number (DN)
antara data citra landsat 7 sebelum koreksi maupun setelah koreksi radiometrik. Hal
ini dikarenakan awan memiliki rona tertinggi (putih) sehingga nilai digital number
(DN) memiliki nilai maksimum dari resolusi radiometrik sebuah satelit. Satelit
Landsat 7 dan Landsat 8 memiliki resolusi sebesar 8 bit. Perhitungan DN dimulai
dari 0, hal ini mengakibatkan nilai DN objek awan pada setiap band di kedua satelit
Landsat memiliki nilai sebesar 28-1 (255).
Berdasarkan gambar 6 tidak terjadi perbedaan nilai DN antara data Landsat7 yang telah diakukan koreksi radiometrik maupun sebelum koreksi. Namun pada
data Landsat 8 terjadi perbedaan yang tidak signifikan antara data sebelum dan
setelah koreksi radiometrik. Berdasarkan kedua hasil tersebut, terlihat bahwa nilai
DN bayangan tertinggi terdapat pada band 1. Sehingga untuk dapat membedakan
bayangan dengan jelas dapat menggunakan band 1. Hal ini dikarenakan objek
bayangan sensitif terhadap panjang gelombang 0.433 – 0.515 µm.
0
100
200
300
0 1 2 3 4 5 6 7 D i g i t a l N u m b e r ( D N )
Band
Awan (Landsat 7)
Sebelum Koreksi
Radiometrik
setelah Koreksi Radiometrik
0
50
100
150
200
250
300
0 1 2 3 4 5 6 7 D i g i t a l N u m b e r ( D N )
Band
Awan (Landsat 8)
Sebelum Koreksi
Radiometrik
setelah Koreksi Radiometrik
-
8/16/2019 G24120075-Analisis Spektral
10/14
Gambar 6 Kurva Perbandingan Nilai Digital Number Landsat 7 dan Landsat 8
Sebelum dan Setelah Koreksi Radiometrik (Bayangan)
Berdasarkan gambar 7 terjadi perbedaan tidak signifikan antara data
Landsat 7 dan Landsat 8 sebelum maupun setelah koreksi radiometrik. Terjadi
kenaikan nilai digital number (DN) pada band 5 dan 7. Namun nilai DN tertinggi
terdapat pada band 6. Hal ini menunjukkan bahwa untuk membedakan pemukiman
dengan jelas dapat enggunakan band 7. Hal ini dikarenakan objek pemukiman
sensitif terhadap panjang gelombang 1.55 – 2.35 µm.
0
10
20
30
40
50
60
0 1 2 3 4 5 6 7
D i g i t a l N u m b e r ( D N )
Band
Bayangan (Landsat 7)
Sebelum Koreksi
Radiometrik
setelah Koreksi
Radiometrik
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0 1 2 3 4 5 6 7
D i g i t a l N u m b e r ( D N )
Band
Bayangan (Landsat 8)
Sebelum Koreksi
Radiometrik
setelah Koreksi
Radiometrik
-
8/16/2019 G24120075-Analisis Spektral
11/14
Gambar 7 Kurva Perbandingan Nilai Digital Number Landsat 7 dan Landsat 8
Sebelum dan Setelah Koreksi Radiometrik (Pemukiman)
Berdasarkan gambar 8 tidak terjadi perbedaan antara data sebelum dan
setelah koreksi pada Landsat 7, dan terjadi perbedaan yang cukup signifikan pada
data Landsat 8 sebelum dan setelah koreksi radiometrik. Terlihat bahwa nilai DN
setelah koreksi pada band 5 dan 7 lebih rendah dari nilai DN sebelum koreksi
radiometrik. Terjadi lonjakan nilai DN yang cukup tinggi pada band 4 di data
Landsat 7 dan pada band 5 di Landsat 8. Hal ini dikarenakan objek vegetasi sensitif
pada panjang gelombang 1.55 – 1.75 µm. Dimana rentang panjang gelombang
tersebut terdapat pada band 4 di Landsat 7 dan pada band 5 di Landsat 8. Hal ini
berpengaruh untuk memudahkan interpretasi objek vegetasi dengan menggunakan
band 4 (Landsat 7) dan band 5 (Landsat 8).
0
20
40
60
80
100120
140
160
0 1 2 3 4 5 6 7
D i g i t a l N u m b e r ( D N )
Band
Pemukiman (Landsat 7)
Sebelum Koreksi
Radiometrik
setelah Koreksi
Radiometrik
0
20
40
60
80
100
120
140
160
0 1 2 3 4 5 6 7
D i g i t a l N u m b e r ( D N )
Band
Pemukiman (Landsat 8)
Sebelum Koreksi
Radiometrik
setelah Koreksi
Radiometrik
-
8/16/2019 G24120075-Analisis Spektral
12/14
Gambar 8 Kurva Perbandingan Nilai Digital Number Landsat 7 dan Landsat 8
Sebelum dan Setelah Koreksi Radiometrik (Vegetasi Kayu)
Berdasarkan gambar 9 terlihat bahwa terjadi perbedaan yang tidak
signifikan antara data sebelum dan sesudah koreksi pada kedua landsat. Pola nilaiDN pada setiap band pada objek vegetasi non-kayu mirip dengan pola nilai DN
pada vegetasi berkayu. Terjadi lonjakan nilai DN yang cukup tinggi pada band 4 di
data Landsat 7 dan pada band 5 di Landsat 8. Hal ini dikarenakan objek vegetasi
sensitif pada panjang gelombang 1.55 – 1.75 µm. Dimana rentang panjang
gelombang tersebut terdapat pada band 4 di Landsat 7 dan pada band 5 di Landsat
8. Namun terdapat perbedaan diantara keduanya, nilai DN untuk vegetasi non-kayu
memiliki nilai yang lebih tingi daripada vegetasi berkayu.
0
10
20
30
40
50
60
0 1 2 3 4 5 6 7
D i g i t a l N u m b e r ( D N )
Band
Vegetasi Kayu (Landsat 7)
Sebelum Koreksi
Radiometrik
setelah Koreksi
Radiometrik
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
0 1 2 3 4 5 6 7
D
i g i t a l N u m b e r ( D N )
Band
Vegetasi Kayu (Landsat 8)
Sebelum Koreksi
Radiometrik
setelah Koreksi
Radiometrik
-
8/16/2019 G24120075-Analisis Spektral
13/14
Gambar 9 Kurva Perbandingan Nilai Digital Number Landsat 7 Sebelum dan
Setelah Koreksi Radiometrik (Vegetasi Non-Kayu)
Kesimpulan
Koreksi radiometrik mampu mengurangi kesalahan yang diakibatkan olehhaangan atmosfer pada permukaan bumi, sehingga hasil lebih akurat dan konsisten.
Setiap band memiliki karakteristik panjang gelombang yang berbeda. Vegetasi mudah
dibedakan pada band 4 (Landsat 7) dan pada band 5 (Landsat 8). Pemukiman mudah
dibedakan pada band 7, serta bayangan yang mudah dibedakan pada band 1. Awan
memiliki nilai digital number (DN) yang sama untuk semua band pada semua citra..
Daftar Pustaka
Arhatin R E. 2007. Pengkajian Algoritma Indeks Vegetasi dan Metode Klasifikasi
Mangrove dari Data Satelit Landsat-5 TM dan Landsat-7 ETM+: Studi
Kasus di Kabupaten Berau, Kalimantan Timur [Disertasi]. Bogor: Program
Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor.
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
0 1 2 3 4 5 6 7
D i g i t a l N u m b e r ( D N )
Band
Vegetasi Non-Kayu (Landsat 7)
Sebelum Koreksi
Radiometrik
setelah Koreksi
Radiometrik
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
0 1 2 3 4 5 6 7
D
i g i t a l N u m b e r ( D N )
Band
Vegetasi Non-Kayu (Landsat 8)
Sebelum Koreksi
Radiometrik
setelah Koreksi
Radiometrik
-
8/16/2019 G24120075-Analisis Spektral
14/14
Jensen JR. 1986. Introductory Digital Image Processing: A Remote Sensing
Perspective. New Jersey(US): Prentice Hall.
Lillesand T M dan Kiefer R W. 1979. Remote Sensing and Image Interpretation.
New York (US) : John Willey and Sons
Rahayu, Chandra D S. 2014. Koreksi radiometrik citra landsat-8 kanal
multispektral menggunakan tpo of atmosphere untuk mendukung klasifikasi
penutup lahan. Seminar Nasional Pengindraan Jauh: 762-767.
Sutanto.1994. Penginderaan Jauh Jilid II, Edisi 2. Yogyakarta(ID): Gajah Mada
University Press.
Suwargana. 2013. Resolusi spasial, temporal dan spektral pada citra satelit landsat,
spot dan ikonos. Jurnal Ilmiah Widya 1(2): 167 – 174.