RANCANG BANGUN APLIKASI FUSI CITRA (IMAGE FUSION) DARI DATA PENGINDERAAN JAUH MENGGUNAKAN METODE PANSHARPENING TUGAS AKHIR

Transkripsi

1 RANCANG BANGUN APLIKASI FUSI CITRA (IMAGE FUSION) DARI DATA PENGINDERAAN JAUH MENGGUNAKAN METODE PANSHARPENING TUGAS AKHIR Diajukan guna memenuhi sebagian persyaratan dalam rangka menyelesaikan studi Program Sarjana Strata Satu (S1) Program Studi Teknologi Informasi I MADE DHANAN PRADIPTA NIM JURUSAN TEKNOLOGI INFORMASI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA JIMBARAN 2015

2 PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam tugas akhir ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka. Denpasar, 10 Agustus 2015 I Made Dhanan Pradipta vi

3 KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kehadapan Tuhan Yang Maha Esa, karena atas Berkat Anugrah-Nya, akhirnya penulis dapat menyelesaikan tugas akhir dengan judul Rancang Bangun Aplikasi Fusi Citra (Image Fusion) dari Data Penginderaan Jauh Menggunakan Metode Pansahrpening. Selama penyusunan tugas akhir ini, penulis mendapatkan petunjuk dan bimbingan dari berbagai pihak. Sehubungan dengan hal itu penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada : 1. Bapak Prof. Ir. Ngakan Putu Gede Suardana, MT.,Ph.D, selaku Dekan Fakultas Teknik universitas Udayana. 2. Bapak Dr. Eng. I Putu Agung Bayupati, S.T., M.T. selaku Ketua Jurusan Teknologi Informasi Fakultas Teknik Universitas Udayana. 3. Bapak A.A. Kompiang Oka Sudana, S.Kom., M.T. selaku dosen pembimbing I dan Bapak Dr. Eng I Dewa Nyoman Nurweda Putra, S.Si.,M.Si. selaku dosen pembimbing II yang telah banyak memberikan masukan dan bimbingan selama penyusunan tugas akhir ini. 4. Orang tua serta anggota keluarga yang telah banyak memberikan dukungan baik jasmani maupun rohani selama penulis menyusun Tugas Akhir ini. 5. Teman-teman Teknologi Informasi angkatan 2011 dan yang lainnya yang tidak bisa penulis sebutkan satu-satu. Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari sempurna. Akhir kata penulis memohon maaf jika ada kesalahan dalam penulisan tugas akhir ini. Denpasar, 10 Agustus 2015 I Made Dhanan Pradipta vii

4 ABSTRAK Image Fusion adalah teknik untuk penggabungan dua citra satelit dengan memanfaatkan kelebihan dan membuang kelemahan dari masing-masing gambar yang dikombinasikan, sehingga gambar yang dihasilkan memiliki kualitas spasial dan spektral yang tinggi yang dalam hal ini adalah citra satelit Landsat 8. Formula ini digunakan karena kurangnya data citra satelit yang berisi informasi spasial dan spektral tinggi yang diperlukan untuk teknik fusi citra sebagai alternatif untuk memperoleh data citra yang diharapkan dapat memfasilitasi pengenalan objek. Salah satu metode dalam teknik image fusion adalah pansharpening. Rumus pansharpening yaitu menggabungkan resolusi tinggi citra panchromatic dengan resolusi rendah citra multispektral yang diambil dari satelit Landsat 8. Citra ini digunakan pada proses fusi, dimana untuk menggabungkan band 2 atau band hijau, band 3 atau band biru dan band 4 atau band merah yang menghasilkan citra composite dan citra panchromatic band 8 sebagai gambar resolusi tinggi. Hasil yang diharapkan dari aplikasi ini adalah citra satelit yang dapat memiliki spektral dari citra multispectral dan spasial dari citra panchromatic. Kata Kunci: Image Fusion, Landsat 8, Pansharpening, Panchromatic, Multispectral viii

5 ABSTRACT Image Fusion is a technique to merger of two satellite images by ultilize the advantages and dispose the disadvantages of each image which combined. One of the methods that can be used in the process of image fusion is pansharpening. Pansharpening is used due to lack of satellite image data containing of high spatial dan spektral information that is necessary to pansharpening method as an alternative to obtain image data which is expected to facilitate the introduction of the object. The formula is by combining the high resolution panchromatic image with low resolution multispectral image taken from satellite Landsat 8. The fusion proses is composited by band 4, band 3 and band 2 as a multispectral image with band 8 as a panchromatic image which has high spatial resolution. The expected result of this applications is the satellite fused image which has the spectral value of multispectral image and the spasial value of panchromatic image. Keywords : Image Fusion, Landsat 8, Pansharpening, Panchromatic, Multispectral ix

6 DAFTAR ISI HALAMAN SAMPUL... i HALAMAN JUDUL... ii LEMBAR PERNYATAAN... iii LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR... iv BERITA ACARA TUGAS AKHIR... v KATA PENGANTAR... vi ABSTRAK... vii ABSTRACT... viii DAFTAR ISI... ix DAFTAR GAMBAR... xi DAFTAR TABEL... xiii DAFTAR RUMUS... xiv BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan masalah Tujuan Manfaat Batasan Masalah Sistematika Pembahasan... 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA State of the Art Citra Digital Format File Citra Pengolahan Citra Penginderaan Jauh (Remote Sensing) Satelit Landsat Satelit Landsat Citra Satelit Multispectral Citra Satelit Panchromatic Image Fusion Pansharpening Metode Transformasi Brovey Metode IHS (Intensity Hue Saturation) Metode PCA (Principal Component Analysis) BAB III METODE DAN PERANCANGAN SISTEM Tempat dan Waktu Penelitian Alur Penelitian Data Sumber Data Metode Pengumpulan Data x

7 3.4 Kebutuhan Hardware dan Software Pengumpulan Data Citra Satelit Rancangan Sistem Gambaran Umum Sistem Algoritma Gambaran Umum Sistem Alur Gambaran Umum Sistem Digital Number Modul Sistem Input Citra Proses Input Citra Multispectral Proses Input Citra Panchromatic Cropping Sampling Modul Image Fusion Algoritma Image Fusion Interface Aplikasi Figure Image Fusion Desain Panel Display Image Desain Panel Perintah Figure Output Image Jadwal Penelitian BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN Proses Input Citra Proses Image Fusion Hasil dan Analisis Histogram Analisis Time Elapsed Jumlah Pixel Kelebihan dan Kekurangan BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN-LAMPIRAN xi

8 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Satelit Landsat Gambar 2.2 Citra Satelit Multispectral Gambar 2.3 Citra Satelit Panchromatic Gambar 2.4 Metode IHS Gambar 3.1 Flowchart Metodologi Penelitian Gambar 3.2 Halaman Website Earth Explorer Gambar 3.3 Data Set Satelit USGS Gambar 3.4 Hasil Pencarian Data Satelit USGS Menurut Waktu Rilis Gambar 3.5 Hasil Unduhan Citra Satelit Landsat Gambar 3.6 Gambaran Umum Sistem Gambar 3.7 Ilustrasi Biner pada Citra Satelit Gambar 3.8 Band Gambar 3.9 Band Gambar 3.10 Band Gambar 3.11 Composite Band Gambar 3.12 Citra yang sudah di Composite band Gambar 3.13 Flowchart Input Citra Multispectral Gambar 3.14 Citra Panchromatic Gambar 3.15 Flowchart Input Citra Panchromatic Gambar 3.16 Ilustrasi Proses Cropping pada Citra Satelit (1) Gambar 3.17 Ilustrasi Proses Cropping pada Citra Satelit (2) Gambar 3.18 Flowchart Cropping pada Citra Multispectral Gambar 3.19 Flowchart Cropping pada Citra Panchromatic Gambar 3.20 Proses Nearest Neighbor Gambar 3.21 Flowchart Proses Image Fusion Gambar 3.22 Alur Metode Transformasi Brovey Gambar 3.23 Alur Metode IHS Gambar 3.24 Alur Metode PCA Gambar 3.25 Figure Image Fusion Gambar 3.26 Desain Panel Display Image Gambar 3.27 Alert Cropping Gambar 3.28 Seleksi pada Citra yang akan di-crop(a), Hasil gambar setelah di-crop(b) Gambar 3.29 Panel Perintah Multispectral Gambar 3.30 Panel Perintah Panchromatic Gambar 3.31 Panel Perintah Metode Gambar 3.32 Figure Hasi Citra Fusi Gambar 3.33 Figure Hasi Citra Fusi Dengan Hsitogram Gambar 4.1 Figure Input Citra Gambar 4.4 Figure Hasil Citra Fusi xii

9 Gambar 4.3 Ilustrasi Nilai Pixel pada Citra Gambar 4.4 Figure Hasil Citra Fusi Gambar 4.5 Citra Uji Coba Aplikasi Pansharpening, (a) Citra Multispectral Original, (b) Citra Panchromatic, (c) Pansharpening Brovey (d) Pansharpening HIS (e) Pansharpening PCA Gambar 4.6 Citra Uji Coba Aplikasi Pansharpening, (a) Citra Multispectral Original, (b) Citra Panchromatic, (c) Pansharpening Brovey (d) Pansharpening HIS (e) Pansharpening PCA Gambar 4.7 Hasil Histogram red Sampel Pertama pada Aplikasi, (a) Histogram metode Brovey, (b) Histogram Metode IHS, (c) Histogram Metode PCA Gambar 4.8 Hasil Histogram green Sampel Pertama pada Aplikasi, (a) Histogram metode Brovey, (b) Histogram Metode IHS, (c) Histogram Metode PCA Gambar 4.9 Hasil Histogram blue Sampel Pertama pada Aplikasi, (a) Histogram metode Brovey, (b) Histogram Metode IHS, (c) Histogram Metode PCA Gambar 4.10 Hasil Histogram red Sampel 2 pada Aplikasi, (a) Histogram metode Brovey, (b) Histogram Metode IHS, (c) Histogram Metode PCA Gambar 4.11 Hasil Histogram green Sampel 2 pada Aplikasi, (a) Histogram metode Brovey, (b) Histogram Metode IHS, (c) Histogram Metode PCA Gambar 4.12 Hasil Histogram blue Sampel 2 pada Aplikasi, (a) Histogram metode Brovey, (b) Histogram Metode IHS, (c) Histogram Metode PCA xiii

10 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Perbedaan Landsat 7 +ETM dengan Landsat Tabel 3.1 Jadwal Penelitian Tabel 3.3 Penggunaan Waktu Sampel Pertama Tabel 3.4 Penggunaan Waktu Sampel Kedua Tabel 3.5 Penghitungan Pixel pada Sampel Pertama Tabel 3.6 Penghitungan Pixel pada Sampel Kedua xiv

11 DAFTAR RUMUS Rumus 1 Rumus Metode Brovey Rumus 2 Transformasi Forward Metode PCA Rumus 3 Transformasi Bacward Metode PCA Rumus 4 Gabungan Metode PCA xv