KAJIAN AKURASI PEMANFAATAN CITRA QUICKBIRD PADA GOOGLE EARTH UNTUK PEMETAAN BIDANG TANAH TESIS

Transkripsi

1 KAJIAN AKURASI PEMANFAATAN CITRA QUICKBIRD PADA GOOGLE EARTH UNTUK PEMETAAN BIDANG TANAH TESIS Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister dari Institut Teknologi Bandung Oleh : NANDANG ISNANDAR NIM : Program Magister Teknik Geodesi dan Geomatika Bidang Pengutamaan Administrasi Pertanahan INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2008

2 Lembar Pengesahan Tesis KAJIAN AKURASI PEMANFAATAN CITRA QUICKBIRD PADA GOOGLE EARTH UNTUK PEMETAAN BIDANG TANAH Adalah benar dibuat oleh saya sendiri dan belum pernah dibuat dan diserahkan sebelumnya, baik sebagian ataupun seluruhnya, baik oleh saya maupun orang lain, baik di ITB maupun Institusi Pendidikan lainnya Bandung, Mei 2008 Penulis, Nandang Isnandar Bandung, Mei 2008 Pembimbing : Pembimbing I Pembimbing II (Ir.Agoes Soewandito Soedomo,MS) (Dr.Ir.Agung Budi Harto,M.Eng) NIP NIP Program Magister dan Doktor Teknik Geodesi dan Geomatika Ketua, (Dr.Ir.Agung Budi Harto, M.Eng) NIP

3 CATATAN KHUSUS Tesis ini telah diulas dan dinilai dengan memperhatikan substansi tata cara penulisan dan penayangan oleh Dr. Ir. S. Hendriatiningsih, MS sebagai Ketua Kelompok Keahlian Surveying dan Kadaster Teknik Geodesi dan Geomatika FITB-ITB, melalui sidang terbuka pada tanggal 8 Mei 2008 jam s/d di ruang 3105 lantai I, Labtek IX-C Program Studi Teknik Geodesi dan Geomatika ITB. Pengulas, (Dr. Ir. S. Hendriatiningsih, MS) NIP

4 i ABSTRAK KAJIAN AKURASI PEMANFAATAN CITRA QUICKBIRD PADA GOOGLE EARTH UNTUK PEMETAAN BIDANG TANAH Oleh : Nandang Isnandar NIM : Citra yang diperoleh dari google earth memiliki beberapa keterbatasan diantaranya adalah tidak ada informasi metadata mengenai perolehan citra yang digunakan dan tidak diketahui seberapa besar akurasi citra yang diberikan. Citra yang ditampilkan dapat di download oleh pengguna pada tinggi pengamatan dan ukuran penyimpanan file yang bervariasi. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui akurasi citra yang diperoleh dari google earth dan pemanfaatannya pada kegiatan pemetaan bidang tanah Penelitian dilakukan di daerah relatif datar dengan perbedaan ketinggian wilayah maksimum 5 meter dan daerah relatif berbukit dengan perbedaan ketinggian wilayah maksimum 60 meter. Citra penelitian diperoleh dengan 3 metode untuk masing-masing wilayah yaitu metode screen, premium dan mosaic. Citra di daerah relatif datar dikoreksi dengan rektifikasi dan citra daerah relatif berbukit dikoreksi dengan ortorektifikasi. Hasil digitasi jarak dan luas bidang tanah pada citra terkoreksi dibandingkan dengan hasil pengukuran jarak dan luas bidang tanah di lapangan sehingga dapat diketahui Root Mean Square Error (RMSe) citra quickbird yang diperoleh dari google earth untuk daerah relatif datar dan relatif berbukit. Metode mosaic citra dapat dipergunakan sebagai alternatif untuk memperoleh citra dengan cakupan wilayah yang lebih luas. Peta citra yang dapat dihasilkan pada penelitian ini untuk wilayah penelitian relatif datar luas ± 76 Ha maksimum memiliki RMSe sebesar 0,744m untuk 20 ICPs, RMSe perbedaan jarak 0,940m, rata-rata perbedaan luas 2,474%. Untuk wilayah relatif berbukit ± 76 Ha maksimum memiliki RMSe sebesar 1,537m untuk 19 ICPs, RMSe perbedaan jarak 1,242m, rata-rata perbedaan luas 2,680%. Kata kunci : Akurasi, Citra Quickbird, Google Earth, Pemetaan Bidang Tanah

5 ii ABSTRACT AN ACCURACY STUDY OF THE USE OF QUICKBIRD IMAGES IN GOOGLE EARTH FOR MAPPING OF LAND PARCELS by Nandang Isnandar NIM : Images gained from google earth had some limitations such as there was no metadata concerning with used acquisition data and accuracy of provided images is unknown. The images could be downloaded by users with various methods and sizes of file storing. This study aimed at knowing image accuracy gained from google earth and its use for mapping of land parcels. The study conducted at relatively flat with 5 meters interval contour and slope area with 60 meters interval contour. Images for the research were acquired by using 3 methods for each area, namely: screen, premium, and mosaic. Images of flat area were corrected by rectification and those of slope area were corrected by orthorectification. Digitization distance and areas results of corrected images were compared with results of measurement on the field and showed Root Mean Square Error (RMSe) of quickbird images gained from google earth for relatively flat area and relatively slope area. Mosaic method can be used as alternative method for acquiring images with wider coverage of the area. Maps of images resulted from the research for relatively flat area of +76 Ha maximally had RMSe with 0.744m for 20 ICPs, 0.940m distance difference RMSe, 2.474% average of area difference. For relatively slope areas with +76 hectares maximum had RMSe 1.537m for 19 ICPs, distance difference RMSe 1.242m, average of area difference 2.680%. Key words: accuracy, quickbird images, google earth, mapping of land parcels.

6 iii PEDOMAN PENGGUNAAN TESIS Tesis yang tidak dipublikasikan terdaftar dan tersedia di perpustakaan Institut Teknologi Bandung, dan terbuka untuk umum dengan ketentuan bahwa hak cipta ada pada pengarang dengan mengikuti aturan HaKI yang berlaku di Institut Teknologi Bandung. Referensi kepustakaan diperkenankan dicatat, tetapi pengutipan atau peringkasan hanya dapat dilakukan seizin pengarang dan harus disertai dengan kebiasaan ilmiah untuk menyebutkan sumbernya. Memperbanyak atau menerbitkan sebagian atau seluruh isi tesis haruslah seizin Direktorat Program Pascasarjana, Institut Teknologi Bandung.

7 iv Sesungguhnya jika kamu bersyukur, pasti Kami akan menambah (nikmat) kepadamu dan jika kamu mengingkari (nikmat-ku), maka sesungguhnya siksa-ku sangat pedih (Q.S. Ibrahim : 7) Dan apa saja nikmat yang ada pada Kamu maka dari Allahlah (datangnya) (Q.S. An Nahl : 53) Kupersembahkan tesis ini untuk Kedua orang tua dan mertua atas segala doa dan dukungannya Istri tercinta Yuliasih Putra tersayang Farid Nurfauzi Putri tersayang Firda Anindya

8 v KATA PENGANTAR Segala puji penulis panjatkan kepada Allah SWT, karena berkat rahmat dan anugerah-nya penulis dapat menyelesaikan tesis ini. Dalam Penyusunannya telah banyak bantuan yang sangat berarti mulai dari awal hingga terselesaikannya penulisan. Karena itu pada kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Segenap Jajaran Pimpinan Badan Pertanahan Nasional yang telah memberi kesempatan untuk mengikuti program S2. 2. Ir. Sukesi S.W, MSc selaku Kapusdiklat BPN beserta staf yang telah memberikan ijin dan dukungan untuk mengikuti pendidikan ini 3. Ketua Jurusan Departemen Geodesi Institut teknologi Bandung beserta staf yang telah memberikan arahan dalam pelaksanaan kegiatan perkuliahan. 4. Dr.Ir.Bambang Edhi Leksono, MSc, selaku Ketua program MAP beserta staf. 5. Ir. Agoes Soewandito Soedomo, MS, selaku dosen pembimbing I 6. Dr.Ir. Agung Budi Harto, M.Eng selaku dosen pembimbing II 7. Dr.Ir. S.Hendriatiningsih, MS, selaku reviewer 8. Dr.Ir.Bambang Edhi Leksono, MSc dan Ir.Didik Wihardi, W.S,MS selaku penguji 9. Rekan-rekan pada Program MAP yang telah meluangkan waktunya untuk berdiskusi, membantu kegiatan pengukuran di lapangan dan meminjamkan peralatannya. 10. Semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian tesis yang tidak dapat disebutkan satu persatu. Penulis menyadari segala keterbatasan dan kemampuan, semoga tesis ini dapat memberikan manfaat bagi semua pihak yang membutuhkan. Bandung, Mei 2008 Penulis

9 vi DAFTAR ISI ABSTRAK... ABSTRACT... PEDOMAN PENGGUNAAN TESIS... PERSEMBAHAN... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR LAMPIRAN... DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR SINGKATAN... i ii iii iv v vi viii x xi xii Bab I Pendahuluan... 1 I.1 Latar Belakang... 1 I.2 Perumusan Masalah... 2 I.3 Tujuan dan Manfaat Penelitian... 3 I.4 Ruang Lingkup Kajian... 3 I.5 Hipotesis... 4 I.6 Metodologi Penelitian... 4 I.7 Sistematika Penulisan... 7 Bab II Tinjauan Pustaka... 8 II.1 Penelitian Terdahulu... 8 II.2 Ketelitian Geometrik... 8 II.3 Google Earth... 9 II.4 Pengiriman Data Citra II.5 Koreksi Geometri Citra II.6 Pemetaan Bidang Tanah II.7 Peta Dasar Pendaftaran Bab III Pelaksanaan Penelitian III.1 Persiapan III.1.1 Deskripsi Daerah Penelitian III.1.2 Bahan dan Alat Penelitian III.2 Pengumpulan Data III.2.1 Data Citra Quickbird pada Google Earth III.2.2 Data Lapangan III.2.3 Data Kontur III.2.4 Data Citra Quickbird Standar III.3 Pengolahan Data III.3.1 Pengolahan Data GPS III.3.2 Pengolahan Data Jarak dan Luas Lapangan III.3.3 Pembuatan Digital Elevation Model (DEM) III.3.4 Pra-Pengolahan Citra III.3.5 Pengolahan Citra III Rektifikasi pada Citra Daerah Relatif datar (Kelurahan Cipamokolan)... 22

10 vii III Ortorektifikasi pada Citra Daerah Relatif Berbukit (Kelurahan Ledeng dan Kelurahan Isola) III.6 Digitasi Citra Bab IV Analisis Hasil Penelitian IV.1 Analisis Data Titik Hasil Pengolahan GPS IV.2 Analisis Hasil Proses Mosaic Citra IV.3 Analisis Pengolahan Citra IV.3.1 Daerah Relatif Datar IV.3.2 Daerah Relatif Berbukit IV.4 Analisis Identifikasi Obyek Digitasi IV.5 Analisis Hasil Digitasi Obyek Garis IV.6 Analisis Hasil Digitasi Obyek Luas Bidang Tanah IV.7 Ketentuan BPN untuk Pembuatan Peta Dasar Pendaftaran IV.8 Analisis Perbandingan Hasil pengolahan Citra Quickbird dari Google Earth dan Citra Quickbird Standar Bab V Kesimpulan dan Saran V.1 Kesimpulan V.2 Saran DAFTAR PUSTAKA

11 viii DAFTAR LAMPIRAN Lampiran A. Wilayah Obyek Penelitian Pada Google Earth 43 Lampiran B.1 Proses Perolehan Citra dari Google Earth dengan metode Screen untuk daerah peneltian relatif datar.. 44 Lampiran B.2 Proses Perolehan Citra dari Google Earth dengan metode Premium untuk daerah peneltian relatif datar Lampiran B.3 Proses Perolehan Citra dari Google Earth dengan metode Screen untuk daerah penelitian relatif berbukit. 46 Lampiran B.4 Proses Perolehan Citra dari Google Earth dengan metode Premium untuk daerah peneltian relatif berbukit 47 Lampiran B.5 Download Aplikasi, Instalasi dan Aktivasi Google Earth Pada Komputer Lampiran C.1 Sebaran Titik Kontrol GCPs dan ICPs di Daerah Penelitian Relatif Datar Lampiran C.2 Sebaran Titik Kontrol GCPs dan ICPs di Daerah Penelitian Relatif Berbukit 50 Lampiran D.1 Pengolahan Titik Kontrol GCPs dan ICPs.. 51 Lampiran D.2 Contoh Hasil Pengolahan Baseline 52 Lampiran D.3 Koordinat Geodetik Pengamatan GPS di Daerah Penelitian Relatif Datar Hasil Pengolahan Trimble Geomatics Office. 57 Lampiran D.4 Koordinat TM3 Pengamatan GPS di Daerah Penelitian Relatif Datar Hasil Konversi dari Koordinat Geodetik dengan Menggunakan Software bpn_indx. 58 Lampiran D.5 Koordinat TM3 titik GCPs/ICPs Pengamatan GPS di Daerah Penelitian Relatif Datar.. 59 Lampiran D.6 Koordinat Geodetik Pengamatan GPS di di Daerah Penelitian Relatif Berbukit Hasil Pengolahan Trimble Geomatics Office. 60 Lampiran D.7 Koordinat TM3 Pengamatan GPS di Daerah Penelitian Relatif Berbukit Hasil Konversi dari Koordinat Geodetik dengan Menggunakan Software bpn_indx. 61 Lampiran D.8 Koordinat TM3 titik GCPs/ICPs Pengamatan GPS di Daerah Penelitian Relatif Berbukit 62 Lampiran E.1 Proses Penajaman Citra Lampiran E.2 Proses Pemotongan Citra Bahan Mosaic Lampiran F.1 Proses Perolehan Citra dari Google Earth untuk Bahan Mosaic Citra Daerah Penelitian Relatif Datar 65 Lampiran F.2 Proses Mosaic Citra Daerah Penelitian Relatif Datar 66 Lampiran F.3 Proses Perolehan Citra dari Google Earth untuk Bahan Mosaic Citra Daerah Penelitian Relatif Berbukit 67 Lampiran F.4 Proses Mosaic Citra Daerah Penelitian Relatif Berbukit Lampiran G.1 Sebaran Sampel Obyek Penelitian (Jarak dan Luas Bidang Tanah) di Daerah Penelitian Relatif Datar... 69

12 ix Lampiran G.2 Lampiran H Lampiran I Lampiran J.1 Lampiran J.2 Lampiran J.3 Lampiran J.4 Lampiran J.5 Lampiran J.6 Lampiran J.7 Lampiran J.8 Lampiran J.9 Lampiran J.10 Lampiran K.1 Lampiran K.2 Lampiran K.3 Lampiran L.1 Lampiran L.2 Lampiran M Sebaran Sampel Obyek Penelitian (Jarak dan Luas Bidang Tanah) di Daerah Penelitian Relatif Berbukit.. 70 Kontur dan Digital Elevation Model (DEM) Daerah Penelitian Relatif Berbukit. 71 Proses Pengukuran Obyek Garis (Jarak) dan Luas Bidang Tanah di Lapangan.. 72 Hasil Hitungan RMSe 20 Check Point (ICPs) Citra Hasil Rektifikasi untuk Daerah Penelitian Relatif Datar.. 73 Hasil Hitungan RMSe 19 Check Point (ICPs) Citra Hasil Ortorektifikasi untuk Daerah Penelitian Relatif Berbukit.. 74 Hasil Hitungan RMSe Check Point (ICPs) Citra yang Diperoleh dari Hasil Mosaic Hasil Hitungan RMSe 11 GCPs dan 9 Check Point (ICPs) Citra Rektifikasi untuk Daerah Penelitian Relatif Datar. 76 Hasil Hitungan RMSe 11 GCPs dan 8 Check Point (ICPs) Citra Ortorektifikasi untuk Daerah Penelitian Relatif Berbukit Hasil Hitungan RMSe GCPs dan Check Point (ICPs) Citra yang Diperoleh dari Hasil Mosaic. 78 Hasil Hitungan RMSe 6 GCPs dan 14 Check Point (ICPs) Rektifikasi Citra untuk Daerah Penelitian Relatif Datar. 79 Hasil Hitungan RMSe 6 GCPs dan 13 Check Point (ICPs) Ortorektifikasi Citra untuk Daerah Penelitian Relatif Berbukit Hasil Hitungan RMSe 6 GCPs Citra yang Diperoleh dari Hasil Mosaic Hasil Hitungan RMSe Check Point (ICPs) Ortorektifikasi Citra Quickbird Standar untuk Daerah Penelitian Relatif Berbukit Data Hasil Perbandingan Obyek Garis (Jarak) dan Luas Bidang Tanah dengan Digitasi Pada Citra Hasil Rektifikasi untuk Citra Daerah Penelitian Relatif Datar. 84 Data Hasil Perbandingan Obyek Garis (Jarak) dan Luas Bidang Tanah dengan Digitasi pada Citra Hasil Ortorektifikasi untuk Citra Daerah Penelitian Relatif Berbukit Hasil Uji Chi-square Ketelitian Pengukuran Lapangan Daerah Penelitian Berdasarkan Simpangan Baku Apriori (σ 0 ) 0,3 mm x Skala Peta Sebaran 20 GCPs, 11 GCPs dan 6 GCPs Rektifikasi Citra Daerah Penelitian Relatif Datar Sebaran 19 GCPs, 11 GCPs dan 6 GCPs Rektifikasi Citra Daerah Penelitian Relatif Berbukit Citra Wilayah Penelitian Relatif Berbukit dari Google 89 Earth dengan Citra Quickbird Standar...

13 x DAFTAR TABEL Tabel III.1 Koordinat GCPs dan ICPs Hasil Pengolahan Titik GPS Daerah Relatif Datar (Kelurahan Cipamokolan) Tabel III.2 Koordinat GCPs dan ICPs Hasil Pengolahan Titik GPS Daerah Relatif Berbukit (Kelurahan Ledeng dan Kelurahan Isola) Tabel III.3 Data Jarak Lapangan Tabel III.4 Data Luas Bidang Tanah Tabel III.5 Ketelitian Peta Citra pada Daerah Relatif Datar Tabel III.6 Ketelitian Peta Citra pada Daerah Relatif Berbukit Tabel IV.1 Ketelitian Peta Citra pada Daerah Relatif Datar Tabel IV.2 Skala Peta Hasil Rektifikasi Daerah Relatif Datar Tabel IV.3 Ketelitian Peta Citra pada Daerah Relatif Berbukit Tabel IV.4 Skala Peta Hasil Rektifikasi Daerah relatif Berbukit Tabel IV.5 Skala Peta Dasar Pendaftaran Tanah Hasil Rektifikasi Daerah Relatif Datar Tabel IV.6 Skala Peta Dasar Pendaftaran Tanah Hasil Rektifikasi Daerah Relatif Berbukit Tabel IV.7 Resolusi Citra Tabel IV.8 Ketelitian Peta Citra Quickbird dari Google Earth dan Citra Quickbird Standar Daerah Penelitian Relatif Berbukit... 38

14 xi DAFTAR GAMBAR Gambar I.1 Diagram Alir Metode Penelitian... 6 Gambar III.1 Lokasi Penelitian Gambar IV.1 Ketelitian Posisi Horisontal GCPs dan ICPs Gambar IV.2 Pertampalan Antar Obyek pada Citra Hasil Mosaic Gambar IV.3 Perbandingan RMSe ICPs Koreksi Geometri Citra Daerah Relatif Datar Gambar IV.4 RMSe ICPs Koreksi Geometri Citra Daerah Relatif Berbukit Gambar IV.5 Tampilan Obyek Digitasi Citra Gambar IV.6 Perbedaan Jarak Lapangan dengan Digitasi Citra Gambar IV.7 Perbedaan Luas Lapangan dengan Luas Digitasi Citra Gambar IV.8 Ketelitian Peta Citra Quickbird dari Google Earth dan Citra Quickbird Standar Daerah Penelitian Relatif Berbukit. 38

15 xii DAFTAR SINGKATAN SINGKATAN NAMA PEMAKAIAN PERTAMA KALI PADA HALAMAN PMNA/KBPN Peraturan Menteri Negara Agraria/ Kepala Badan Pertanahan Nasional 1 JPEG Joint Photographic Expert Group 2 GCP Ground Control Point 3 DEM Digital Elevation Model 3 GPS Global Positioning System 3 ICP Individual Control Point 4 OSD On Screen Digitizing 5 BPN Badan Pertanahan Nasional 7 RMSe Root Mean Square Error 9 SRTM Shuttle Radar Telemetry Mission 10 GIF Graphics Interchange Format 10 RFM Rational Function Model 11 TM Transverse Mercator 12 WGS World Geodetic System 12 VGA Video Graphics Array 15 DTM Digital Terrain Model 17