KOREKSI GEOMETRIK

Mata Kuliah: Geomatika dan                          Hari/tanggal: Rabu, 21 Maret 2012

Inderaja Kehutanan                 Waktu         : 14.00-17.00 WIB

KOREKSI GEOMETRIK

Oleh:

KELOMPOK 1

1.      Nadya Susetya Ningtyas          (E14090071)

2.      Jajang Roni A. Kholik              (E14090090)

Dosen :

Dr. Nining Puspaningsih, M.Si.

Asisten :

1.      Edwine S P. S. Hut.

2.      I Putu Arimbawa P                   (E14070015)

3.      Sri Wahyuni                              (E14070017)

4.      Eri Septyawardani                    (E14070022)

DEPARTEMEN MANAJEMEN HUTAN

FAKULTAS KEHUTANAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

2012

I.  PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Satelit penginderaan jarak jauh dibedakan berdasarkan jenis gelombang mikro yang digunakan, yaitu sistem pasif (optik) dan sistem aktif (radar). Pada sistem pasif, sensor merekam objek (permukaan bumi) yang mendapat sinar matahari sebagai sumber energi, sehingga kualitas citranya bergantung pada intensitas sinar matahari. Apabila objek tertutup awan, maka objek tidak terlihat atau tidak tergambarkan. Pada sistem aktif, sensor merekam objek menggunakan energi elektromagnetik buatan yang dipancarkan dari sensor dan kemudian diterima kembali oleh antena. Energi elektromagnetik tersebut berupa gelombang pendek dengan panjang gelombang bervariasi (2,60-30 cm) dan mempunyai kemampuan menembus awan, sehingga tidak terpengaruh cahaya matahari.

Perbaikan citra mencakup koreksi radiometrik dan geometrik. Koreksi radiometrik dilakukan karena adanya efek atmosferik yang mengakibatkan kenampakan bumi tidak terlalu tajam. Sedangkan koreksi geometrik merupakan upaya memperbaiki citra dari pengaruh kelengkungan bumi dan gerakan muka bumi dengan cara menyesuaikannya dengan koordinat bumi, sehingga sesuai dengan koordinat peta dunia.

Setiap posisi titik-titik/ pixel-pixel citra, apabila dibandingkan dengan citra yang sama pada tahun yang berbeda tidak selalu tepat. Oleh karena itu dilakukan koreksi geometrik. Dimana koreksi ini bertujuan untuk membetulkan posisi titik atau pixel tersebut sehingga sesuai dengan posisi permukaan bumi.

1.2 Tujuan

Adapun tujuan dari praktikum ini adalah untuk mengetahui proses perbaikan citra dengan koreksi geometrik menggunakan metode GCP.

II.  METODOLOGI

1.   

2.   

2.1    Waktu dan Tempat Pelaksanaan

Praktikum Geomatika dan Inderaja Kehutanan dengan judul materi Koreksi Geometrik ini dilaksanakan pada hari Rabu tanggal 21 Maret 2012 mulai pukul 14.00-17.00 WIB yang bertempat di Laboratorium Remote Sensing dan GIS, Departemen Manajemen Hutan, Fakultas Kehutanan, IPB.

2.2        Alat dan Bahan

Adapun alat yang digunakan pada praktikum ini adalah:

1.      Laptop

2.      Software ERDAS IMAGINE 9.1

3.      Microsoft word dan excel

Sedangkan bahan yang digunakan pada praktikum ini adalah:

1.      Alat tulis

2.      Data citra satelit Jakarta Utara tahun 1988 dan 2000

2.3        Cara Kerja

1.      Buka software ERDAS IMAGINE 9.1 pada layar komputer.

2.      Buka viewer baru dengan memasukan data image citra Jakut_tm88.img

3.      Kemudian buka data preparation > image geometric correction.

4.      Muncul box set geo correction dan masukan select viewer yang akan di koreksi berupa Jakut_tm88.img

5.      Ganti select geometric model dengan model Polynomial dan kemudian open existing model. Pada polynomial model properties, pilihlah ordo 1 lalu tekan Close.

 

6.      Untuk menentukan GCP, Klik GCP Tool > pilih existing viewer dan tekan OK.

7.      Apabila muncul reference map information, maka tekan OK.

8.      Setelah itu, akan muncul tabel informasi GCP Tool. Agar nilai yang ada menjadi kosong, maka klik kanan pada layar bagian bawah point lalu delete selection sehingga hasilnya akan menjadi tabel yang kosong.

9.    Cari 3 titik pada pixel yang sama di citra Jakut_tm88.img dan Jakut_tm00.img agar nilai yang di dapat akurat. Setelah itu, pada titik ke-4 akan secara otomatis ditentukan bagian pixel yang sama.

10.  Tekan objek yang berbentuk belah ketupat pada geo correction Tools untuk menampilkan hasil koreksi tadi dan di-overlap-kan pada citra Jakut_tm00.img sehingga akan tampak gambar seperti dibawah ini.

  

11.  Masukan output file berupa Jakut_tm88_terkoreksi.img kemudian ganti output cell sizes menjadi 30 x 30.

12.  Pada layer yang sudah dipilih tadi, kemudian dibuka di viewer yang baru dan pilih raster option, pada pilihan raster option > unchek list pada clear display dan chek list pada beckground transparent lalu tekan OK.

   

13.  Untuk menjalankan citra overlap hasil koreksi, maka tekan utility > swipe pada viewer yang menampilkan citra hasil koreksi tadi. Kemudian jalankan citra.

  

                   

III. HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1 Hasil

Gambar 1. Citra Satelit jakut_tm88.img	Gambar 2. Citra Satelit jakut_tm00.img
Gambar 3. Citra Satelit jakut_tm88.img	Gambar 4. Citra Satelit jakut_tm00.img
Gambar 5. GPC 1     Gambar 7. GCP 3	Gambar 6. GCP 2   Gambar 8. GCP 4

Gambar 9. Citra Satelit yang telah dikoreksi geometrik	Gambar 10. Citra Satelit terkoreksi
Gambar 11. Viewer Swipe	Gambar 12. Citra Satelit terkoreksi
Gambar 13. GCP Tool

Tabel 1. Tabel GCP Tool nilai input jakut_tm88.img

Point ID	Color	X Input	Y Input	Color	X Ref	Y Ref	Type	X Residual	Y Residual	RMS Error	Contribution	Match
GCP #1	-1	617,465	-351,606	-1	704718,72	9319494,7	Control	0,01787	-0,0088	0,01995	0,403897	0,6739
GCP #2	-1	65,4722	-212,514	-1	688991,49	9326172,34	Control	0,03545	-0,0176	0,03959	0,801389
GCP #3	-1	358,556	-257,513	-1	697489,2	9323507,23	Control	-0,07581	0,03768	0,08466	1,713562
GCP #4	-1	614,569	-253,52	-1	705142,53	9322493,73	Control	0,02248	-0,0111	0,02511	0,508275	0,8466

         

                         

3.2 Pembahasan

Pokok bahasan pada praktikum ini adalah mengenai koreksi geometrik, dimana akibat pengaruh perputaran bumi, arah gerakan satelit, dan lengkung permukaan bumi, informasi posisi koordinat citra satelit harus diperbaiki dan dibetulkan, yaitu antara lain dapat dilakukan dengan menggunakan acuan koordinat pada peta topografi. Proses ini dikenal dengan koreksi geometrik.

Koreksi geometrik merupakan proses memposisikan citra sehingga cocok dengan koordinat peta dunia yang sesungguhnya. Dalam proses ini akan ditampilkan juga ketidaktepatan dalam memasukkan koordinat dengan letak titik sesungguhnya. Pada dasarnya, kesalahan tersebut masih dapat diterima sepanjang masih memenuhi kaidah-kaidah kartografi (Kuswondo, 2011).

Pada kegiatan praktikum ini, jumlah titik yang dicatat koordinatnya ditentukan minimal empat titik sesuai dengan rumus GCP minimum yang dihasilkan. Titik-titik tersebut dianjurkan menyebar terutama pada daerah yang bertopografi berbukit sampai bergunung. Dapat diperhatikan pada gambar hasil diatas bahwa lekukan-lekukan pada citra yang akan dikoreksi mempunyai kenampakan yang kurang lebih sama dengan kenampakan pada citra terkoreksi (Kuswondo, 2011).

Pada praktikum ini, koreksi geometrik yang digunakan yaitu dengan metode non-sistematik (koreksi distorsi acak atau random) dengan maksud memilih titik-titik GCP sesuai yang kita inginkan, dengan menerapkan rumus transformasi polinomial dari sistem koordinat geografis ke koordinat citra yang ditentukan dengan menggunakan titik kontrol tanah (GCP). Titik-titik GCP yang dipilih harus pada objek yang tidak mudah berubah atau dengan kata lain bersifat permanen, misalnya persimpangan jalan. GCP yang dipilih pada praktek ini adalah sebanyak 3 buah karena GCP minimum dengan menggunakan ordo 1 minimal 3 titik. Titik selanjutnya setelah titik ketiga dapat secara otomatis diketahui letak titiknya oleh komputer dengan melihat pola-pola sebelumnya. Adapun syarat penempatan GCP yang baik adalah (1) berifat permanen, (2) mudah ditemui di lapangan dan di citra, (3) distribusinya merata.

Maksud dari koreksi geometrik adalah untuk mereduksi distorsi geometrik pada citra. Hal tersebut dapat dilakukan dengan mencari hubungan antara sistem koordinat citra dengan sistem koordinat geografis (koordinat tanah) dengan menggunakan GCP (ground control points). Tujuan dari proses ini adalah untuk mendapatkan nilai pixel yang benar pada posisi yang tepat.

Dua jenis koreksi geometrik yang sering digunakan adalah rektifikasi geometrik (geometric rectification) dan registrasi geometrik (registration geometric). Rektifikasi adalah proses membuat geometrik citra menjadi planimetrik. Prosesnya adalah mencari nilai koordinat pixel GCP dengan koordinat peta yang sesuai. Rektifikasi merupakan koreksi geometrik yang presisi, karena tiap pixel tidak hanya dapat dinyatakan dalam baris dan kolom, akan tetapi juga dapat dinyatakan dalam lintang dan bujur atau meter dalam sistem proyeksi yang baku setelah proses geometrik selesai. Koreksi ini digunakan jika ingin mendapatkan luas area yang akurat dan arah serta jarak yang tepat pada citra. Rektifikasi juga disebut sebagai Image to Image Rectification (Supriatna, dkk. 2002).

Kadangkala dalam penggunaan citra tidak dibutuhkan koreksi geometrik yang tinggi, seperti dengan membandingkan dua citra yang sama yang didapatkan pada waktu yang berbeda untuk melihat perubahan yang terjadi pada daerah yang terekam pada citra. Rektifikasi pada citra dapat dilakukan, tetapi mungkin hal ini tidak diperlukan. Maka dalam permasalahan ini, registrasi citra dapat digunakan yaitu dengan menyesuaikan posisi citra yang satu dengan yang lainnya atau mentransformasikan koordinat citra yang satu ke koordinat citra yang lainnya. Proses ini dikenal sebagai Image To Image Registration (Supriatna, dkk. 2002).

Kedua metode di atas pada dasarnya menggunakan prinsip pengolahan citra yang sama. Perbedaannya pada rektifikasi citra yang menjadi acuan adalah peta yang memiliki proyeksi yang baku. Sedangkan pada registrasi yang menjadi acuan adalah citra. Perlu dicatat bahwa jika suatu citra dijadikan acuan dalam meregistrasi citra lain, maka citra yang diregistrasi memiliki kesalahan geometris yang terjadi pada citra yang menjadi acuan. Oleh karena itu, pada koreksi geometrik umumnya menggunakan rektifikasi citra dengan menggunakan peta standar sebagai acuan. Sedangkan georeferensi pada koreksi geometrik digunakan untuk menambahkan informasi atau koordinat kedalam peta atau citra yang planimetris.

Resampling citra merupakan suatu proses transformasi dengan cara memberikan nilai pixel citra terkoreksi. Pelaksanaan resampling dilakukan dengan proses transformasi dari suatu sistem koordinat yang satu ke sistem koordinat yang lain, proses transformasi ini disebut dengan registrasi citra. Berdasarkan hasil yang diperoleh RMSE yang didapat yaitu 0,0494. Hal ini sesuai dengan teori bahwa RMSE GCP < 0.5, maka ketelitian yang didapat sangat baik. Namun RMSE bukan merupakan patokan utama karena kesalahan dapat terjadi jika salah penempatan GCP-nya yang tidak tepat dan merata, sehingga ketika mencari GCP harus sampai melihat ke satuan pixelnya. Jika salah menempatkan GCP maka akan berpengaruh pada posisi hasil reference-nya. Jika titik pertama sedikit salah atau melenceng, maka titik selanjutnya akan mengalami error yang semakin besar. Proses ini akan menentukan proses-proses berikutnya, terutama yang multi waktu.

Dari hasil citra satelit yang telah terkoreksi dapat dilihat perubahan yang terjadi dalam 12 tahun terakhir dari Jakut tahun 1988 sampai Jakut tahun 2000 sangatlah tidak signifikan. Perubahan-perubahan yang terlihat di antaranya adalah adanya lokasi yang mengalami pengerutan wilayah, penghijauan, dan lain sebagainya. Misalnya saja pada koordinat 692645.64 dan 9323565.75 (SUMT 48/W6S84) terdapat perubahan vegetasi dari tahun 1988 menjadi tidak ada vegetasi pada tahun 2000. Hal serupa juga terjadi pada citra satelit Jakut dengan koordinat 695140.25 dan 9323827.34 (SUTM48/W6S84) dari adanya vegetasi pada tahun 1988 (pixel warna merah) menjadi tidak ada vegetasi tahun 2000 (pixel warna biru). Hal tersebut menandakan bahwa pada selang antara tahun 1988 sampai dengan tahun 2000 telah mengalami beberapa perubahan kondisi lahan yang ada.

IV. KESIMPULAN

Berdasarkan hasil koreksi geometrik pada citra satelit Jakut di atas, maka dapat disimpulkan bahwa RMSE yang didapat adalah 0,0494. Hal ini sesuai dengan teori bahwa jika RMSE GCP < 0.5, maka ketelitian yang didapat akan sangat baik. Dari hasil citra satelit yang telah terkoreksi dapat dilihat perubahan yang terjadi dalam 12 tahun terakhir dari Jakut tahun 1988 sampai Jakut tahun 2000 sangatlah tidak signifikan. Perubahan-perubahan yang terlihat di antaranya adalah adanya lokasi yang mengalami pengerutan wilayah, penghijauan, dan lain sebagainya.

DAFTAR PUSTAKA

Kuswondo, Dodo. 2011. Prosedur Koreksi Geometrik. [terhubung berkala] http://kuswondo.wordpress.com [diakses pada tanggal 22 Maret 2012].

Supriatna, Wahyu, dan Sukartono. 2002. Teknik Perbaikan Data Digital (Koreksi dan Penajaman) Citra Satelit. Bogor: Buletin Teknik Pertanian Vol. 7 Nomor 1 tahun 2002.