SEGMENTASI CITRA SATELIT UNTUK KLASIFIKASI JENIS PENGGUNAAN LAHAN TUGAS AKHIR

Transkripsi

1 SEGMENTASI CITRA SATELIT UNTUK KLASIFIKASI JENIS PENGGUNAAN LAHAN TUGAS AKHIR Diajukan guna memenuhi sebagian persyaratan Dalam rangka menyelesaikan pendidikan sarjana strata satu (S1) Jurusan Teknik Elektro Oleh : NI LUH PUTU SURYATI NIM JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA JIMBARAN BALI 2012

2 PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi (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, September 2012 Ni Luh Putu Suryati NIM ii

3 PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA LEMBAR PENGESAHAN USULAN TUGAS AKHIR JUDUL : SEGMENTASI CITRA SATELIT UNTUK KLASIFIKASI JENIS PENGGUNAAN LAHAN NAMA : NI LUH PUTU SURYATI NIM : BIDANG STUDI : SISTEM KOMPUTER DAN INFORMATIKA PROGRAM STUDI : TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS : TEKNIK Menyetujui, Dosen Pembimbing I (A.A Kompiang Oka Sudana, S.Kom, MT) NIP iii

4 ABSTRAK Lahan memiliki peranan penting dalam konteks pengelolaan perkotaan yakni sebagai wadah dalam menampung aktivitas perkotaan yang kompleks. Sifat lahan yang tetap namun jumlah permintaan atau kebutuhan yang semakin meningkat seiring dengan perkembangan penduduk yang semakin meningkat, maka kebutuhan lahan untuk dijadikan pemukiman dan lahan pertanian serta perkebunan dirasakan semakin meningkat pula. Segmentasi citra satelit jenis penggunaan lahan ini adalah memberikan gambaran tentang kondisi geografis Kota Denpasar, yang bermanfaat sebagai informasi tambahan dalam analisis yang menyangkut pemetaan Lahan berdasarkan jenis di Daerah Denpasar yang di kelompokan per Kecamatan. Aplikasi ini dibuat dengan bahasa pemrograman Visual Basic 2008, dengan menggunakan metode maksimum likelihood untuk penentuan klasifikasi jenis penggunaan lahan, dan metode Root Mean Square Error (RMSE) untuk membandingkan antara dua data tersebut. RMSE atau Root Mean Square Error digunakan dalam analisis perbandingan data lapangan dengan data hasil proses yang diolah untuk mengetahui tingkat kesalahan yang terjadi. RMSE merupakan nilai rata-rata dari jumlah kuadrat kesalahan atau jumlah kuadrat dari nilai prakiraan dan observasi. RMSE juga dapat menyatakan ukuran besarnya kesalahan yang di hasilkan oleh suatu model prakiraan. Hasil kesimpulan segmentasi citra satelit untuk klasifikasi penggunaan lahan ini yaitu menentukan kelas warna klasifikasi jenis penggunaan lahan, luas lahan, letak jalan, berapa persen (%) bias eror dalam perbandingan data citra dan data lapangan dengan menggunakan metode Root Mean Square Error (RMSE) Kata kunci : Penginderaan jauh, lahan, segementasi citra satelit, RMSE. iv

5 ABSTRACT The land has an important role in the context of urban management as a means to accommodate the complex urban activity. The nature of the land that remains but the number of requests or needs that are increasing with the growth of population increases, the demand for land to be used as residential and agricultural land and plantations perceived increasing as well. Segmentation of satellite imagery types of land use is to provide an overview of the geographical conditions of Denpasar, which is useful in the analysis as additional information concerning the mapping of land by type in the Denpasar District grouped per sub. This application is made with the programming language Visual Basic 2008, using a maximum likelihood method for the determination of the classification of types of land use, and the method of Root Mean Square Error (RMSE) to compare the data between the two. RMSE or Root Mean Square Error is used in a comparative analysis of the field data with the data that is processed to determine the error rate. RMSE is the average value of the sum of the squared errors or the sum of the squares of the value of forecasts and observations. RMSE can also declare the size of the errors generated by the model forecasts. Results conclusions satellite image segmentation for classification of land use is the determining color grade classification of types of land use, land area, the location of roads, the percent (%) refractive error in the comparison of image data and field data using the Root Mean Square Error (RMSE) Keywords: Remote sensing, land, satellite image segmentation, RMSE. v

6 KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kehadapan Ida Sang Hyang Widhi Wasa atau Tuhan Yang Maha Esa, karena atas asung wara nugraha-nya, akhirnya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Tugas Akhir yang berjudul Segmentasi Citra Satelit Untuk Klasifikasi Jenis Penggunaan Lahan ini disusun sebagai syarat untuk memenuhi sebagian persyaratan menyelesaikan Program Sarjana S-1 pada Program Studi Teknik Elektro Universitas Udayana. Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, penulis mendapatkan petunjuk dan bimbingan dari berbagai pihak. Sehubungan dengan hal tersebut pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada : 1. Bapak Prof. Ir. I Wayan Redana, MA.Sc. PhD. sebagai Dekan Fakultas Teknik Universitas Udayana. 2. Bapak Ir. I Nyoman Setiawan, MT. sebagai Ketua Jurusan Teknik Elektro Universitas Udayana. 1. Bapak A.A.K. Oka Sudana, S.Kom, MT. sebagai Dosen Pembimbing I yang telah banyak meluangkan waktu memberikan dorongan, bimbingan, tuntunan dan kesabaran dalam membimbing Tugas Akhir ini. 3. Bapak I Nyoman Piarsa, ST., MT sebagai Dosen Pembimbing II yang telah banyak meluangkan waktu dan dengan sabar memberikan arahan serta bimbingan. 4. Bapak Ir. Antonius Ibi Weking, MT sebagai Dosen Pembimbing Akademis yang telah memberikan bimbingan, perhatian dan dorongan selama menempuh kuliah di Program Studi Teknik Elektro Fakultas Tenik Universitas Udayana. 5. Bapak atau Ibu Dosen Pengajar di Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Udayana yang telah memberi bimbingan selama proses perkuliahan dan penyusunan Tugas Akhir ini. 6. Bapak atau Ibu Pegawai di Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Udayana yang telah membantu selama proses perkulihaan. vi

7 7. Seluruh keluarga besar yang telah memberikan dukungan khususnya Bapak dan Ibu yang telah memberikan dukungan moril, material, dukungan dan doa selama menempuh kuliah dan penyusunan Tugas Akhir ini. 8. I Ketut Suratmaja yang telah memberikan dukungan, semangat, doa dalam menyelesaikan tugas akhir ini. 9. Dayu Kurnia, Suardika, Putu Ardana, Pak Suweca, Pak Wayan Sukerta yang telah memberi dukungan dan bantuan. 10. Rekan-rekan Mahasiswa Teknik Elektro Angkatan 2006 yang telah memberikan dukungan moral selama penyusunan Tugas Akhir ini. 11. Segenap pihak yang telah membantu dalam penyelesaian Tugas Ahir ini. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa laporan tugas akhir ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu, segala bentuk kritik dan saran yang konstruktif dari berbagai pihak sangat penulis hargai dan harapkan. Akhir kata, semoga laporan ini dapat bermanfaat dalam pengembangan teknologi khususnya dan masyarakat pada umumnya. Denpasar, September 2012 Penulis (Ni Luh Putu Suryati) vii

8 DAFTAR ISI JUDUL... PERNYATAAN... LEMBAR PENGESAHAN... ABSTRAK... ABSTRACT... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR TABEL... i ii iii iv vi vii viii xii xv BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Batasan Masalah Sistematika Penulisan... 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Lahan Penggunaan Lahan Klasifikasi Lahan Remote Sensing Citra Penginderaan Jauh Komponen Remote Sensing (Penginderaan Jauh) Resolusi Citra Interpretasi Citra Penginderaan Jauh Teknologi Penginderaan Jauh Perekaman data viii

9 2.2.7 Data Penginderaan Jauh Pemrosesan dan analisis data Pemrosesan data digital Analisis Visual Klasifikasi Citra Digital Penajaman Citra (Image Enhancement) Satelit Penginderaan Jauh Citra Landsat Metode Maksimum Likelihood Root Mean Square Deviation (RMSD) atau Root Mean Square Error Visual Basic BAB III METODE DAN PERANCANGAN SISTEM Tempat dan Waktu Penelitian Data Sumber data Metode pengumpulan data Alur Penelitian Bahasa Pemrograman Perangkat Pendukung Pembuatan Sistem Perencanaan Sistem Analisis Sistem Perancangan Sistem Flowchart Sistem Keseluruhan Flowchart Pengolahan Citra Satelit Flowchart RMSE Penggambaran diagram konteks Perancangan Database Struktur tabel Perancangan Basis Data Perancangan Antarmuka Aplikasi ix

10 3.12 Implementasi Sistem Jadwal Kegiatan BAB IV PEMBAHASAN DAN ANALISIS SISTEM Gambaran Umum Sistem Ujicoba Antarmuka Sistem Menu Splash Screen Menu Bar Menu Peta Menu Tabel Menu Data Lapangan Menu Perbandingan Menu Lahan Tiap Kecamatan Menu Zoom In Menu Zoom Out Menu Drag Menu Select Analisis Hasil Analisis Perbandingan Data Lapangan dan Data Satelit Analisis Klasifikasi Penggunaan Lahan Analisis Pertumbuhan Data Analisis Kelayakan Sistem Analis keamanan (security) Kelebihan dan kekurangan BAB V PENUTUP Simpulan Saran DAFTAR PUSTAKA x

11 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Sistem Penginderaan Jauh Gambar 2.2 Contoh Foto Pankromatik Gambar 2.3 Contoh Penggunaan Lahan Untuk Industri Gambar 2.4 Kenampakan Sungai dan Jalan Raya Gambar 2.5 Perbedaan antara Ukuran Lapangan dan Stadion Gambar 2.6 Pola Aliran Trellis Gambar 2.7 Objek Bangunan yang Bersifat Shadow Gambar 2.8 Tekstur Gambar 2.9 Situs Permukiman Gambar 2.10 Stasiun yang Berasosiasi dengan Rel-Rel Kereta Api Gambar 2.11 Diagram Sistem Penginderaan Jauh Gambar 2.12 Gambaran Perbedaan Nilai Resolusi Spasial Data Gambar 2.13 Perbedaan nilai Resolusi Spasial pada tampilan citra Gambar 2.14 Diagram yang Menunjukkan Resolusi Spektral dari Penginderaan Jauh Multispectral Gambar 2.15 Beberapa Color Composite Data Landsat Gambar 2.16 Cara Mempertajam dan memperlembut tampilan citra dengan edge enhancement Gambar 2.17 Ekstraksi Otomatik Peta Tutupan Lahan Gambar 2.18 Proses Linear Stretching Gambar 2.19 Histogram Piece Wise dan Citra sebelum dan setelah penajaman dengan teknik piece wise Gambar 2.20 Teknik Histogram Equalized Gambar 3.1 Diagram Alur Penelitian Gambar 3.2 Flowchart Alur Kerja Sistem Secara Keseluruhan Gambar 3.3 Flowchart Pengolahan Citra Satelit Gambar 3.4 Peta Raster Batas Kecamatan Denpasar Gambar 3.5 Hasil Digitasi Peta Batas Kecamatan Denpasar Gambar 3.6 Tabel Attribute Peta Bata xi

12 Gambar 3.7 GIS Hasil Segmentasi Gambar 3.8 File GIS Hasil Clip Gambar 3.9 Table Attribute Sebelum di Dissolve Gambar 3.10 Table Attribute Setelah di Disolve Gambar 3.11 Tabel attribute file GIS hasil intersect Gambar 3.12 Flowchart Perhitungan Nilai RMSE Gambar 3.13 Diagram Konteks Sistem Gambar 3.14 ERD Sistem Gambar 3.15 Rancangan Halaman Utama Gambar 3.16 Sub Menu Peta Gambar 3.17 Rancangan Sub Menu Tabel Gambar 3.18 Rancangan Halaman Peta Gambar 3.19 Rancangan Halaman Tabel Jalan Gambar 3.20 Rancangan Halaman Tabel Jenis dan Luas Lahan Gambar 3.21 Rancangan Halaman Tabel Kecamatan Gambar 3.22 Rancangan Halaman Luas Lahan Perkecamatan Gambar 3.23 Rancangan Halaman diagram halaman luas lahan perkecamatan Gambar 3.24 Rancangan Halaman Laporan Luas Lahan Per Kecamatan Gambar 3.25 Rancangan Halaman Maintenance Data Lapangan Gambar 3.26 Rancangan Halaman Perbandingan Gambar 4.1 Gambaran Umum Sistem Gambar 4.2 Splash Screen Gambar 4.3 Tampilan awal Gambar 4.4 Tampilan peta Gambar 4.5 Load Peta original Gambar 4.6 Open satelit Gambar 4.7 Load Peta lahan per Kecamatan Gambar 4.8 Open lahan perkecamatan Gambar 4.9 Load peta jenis lahan Gambar 4.10 Open jenis lahan xii

13 Gambar 4.11 Load peta batas kecamatan Gambar 4.12 Open batas kecamatan Gambar 4.13 Tampilan peta Gambar 4.14 Tampilan sebelum klik jenis lahan Gambar 4.15 Tampilan setelah klik Costal Vegetation (Magrove) Gambar 4.16 Tampilan setelah klik Coastal Vegetation (Magrove) Gambar 4.17 Tampilan setelah klik Dence settlement Gambar 4.18 Tampilan setelah klik Bare Soil Gambar 4.19 Tampilan setelah klik Inland Vegetation Gambar 4.20 Tampilan setelah klik Bare Soil (Settlement yard) Gambar 4.21 Tampilan setelah klik Inland vegetation (Bushes) Gambar 4.22 Tampilan setelah klik Inland vegetation (Bushes/Scattered) Gambar 4.23 Tampilan setelah klik Inland vegetation (Forest) Gambar 4.24 Tampilan setelah klik klik jenis lahan Gambar 4.25 Label Kecamatan Gambar 4.26 Tampilan label kecamatan setelah loading Gambar 4.27 Tampilan cetak peta Gambar 4.28 Tabel klik tabel jalan Gambar 4.29 Tabel jalan Gambar 4.30 Tampilan letak lokasi jalan yang diinginkan Gambar 4.31 Tampilan Menu Tampilkan Tabel Jenis Lahan Gambar 4.32 Tampilan tabel jenis dan luas lahan Gambar 4.33 Tampilan Menu Tampilkan Tabel Kecamatan Gambar 4.34 Tampilan Kecamatan Gambar 4.35 Tampilan awal sebelum data lapangan diisikan Gambar 4.36 Tampilan awal setelah data lapangan diisikan Gambar 4.37 Tampilan Data lapangan lahan baru sudah ditambahkan Gambar 4.38 Tampilan Data Lapangan Gambar 4.39 Tampilan awal sebelum melakukan perbandingan Gambar 4.40 Tampilan awal setelah melakukan perbandingan Gambar 4.41 Tampilan RMSE xiii

14 Gambar 4.42 Tampilan Menu tampilkan Lahan Tiap Kecamatan Gambar 4.43 Tampilan laporan luas lahan perkecamatan Gambar 4.44 Tampilan icon menu zoom in Gambar 4.45 Tampilan saat sebelum zoom in peta Gambar 4.46 Tampilan saat setelah zoom in peta Gambar 4.47 Tampilan icon menu zoom out Gambar 4.48 Tampilan saat sebelum zoom out peta Gambar 4.49 Tampilan saat setelah zoom in peta Gambar 4.50 Tampilan icon menu drag Gambar 4.51 Tampilan peta sebelum di drag Gambar 4.52 Tampilan peta setelah di drag Gambar 4.53 Tampilan menu select Gambar 4.54 Halaman Perbandingan Data Gambar 4.55 Tabel Data Lahan Gambar 4.56 Tabel Log Perbandingan Gambar 4.57 Nilai Perbandingan dengan Metode RMSE Gambar 4.58 Flowchart Proses Perbandingan di Program xiv

15 DAFTAR TABEL Tabel 3.1 Tabel Data RMSE Tabel 3.2 Tabel BatasKecamatan Tabel 3.3 Tabel Jenis Lahan Tabel 3.4 Tabel Lahan Per Kecamatan Tabel 3.5 Tabel Jalan Tabel 3.6 Tabel Data Lapangan Tabel 3.7 Jadwal Kegiatan Tabel 4.1 Penggunaan Lahan di Daerah Denpasar Tabel 4.2 Perhitungan Memori Tabel BatasKecamatan Tabel 4.3 Perhitungan Memori Tabel Jenis Lahan Tabel 4.4 Perhitungan Memori Tabel LahanPer Kecamatan Tabel 4.5 Perhitungan Memori Tabel Jalan Tabel 4.6 Perhitungan Memori Tabel Data lapangan Tabel 4.7 Perhitungan Memori Total Seluruh Tabel Master dan Transaksi xv