INTERPRETASI CITRA DIGITAL MINGGU 1: PENDAHULUAN DOSEN : DRA. RATNA SARASWATI, MS ROKHMATULOH. ASSISTEN DOSEN : RHEVIE HERNINA, S.

Transkripsi

1 INTERPRETASI CITRA DIGITAL MINGGU 1: PENDAHULUAN DOSEN : DRA. RATNA SARASWATI, MS ROKHMATULOH ASSISTEN DOSEN : RHEVIE HERNINA, S.Si KOMPONEN UTAMA PJ 1. SUMBER ENERGI (Matahari, Radar) 2. SENSOR (Kamera Udara, Skanner, Radiometer, CASI Hyperspektral) 3. Obyek di Bumi (Tanah, Air, Vegetasi) 4. ATMOSFER (Uap Air, Gas, Debu) SISTEM SENSOR; SISTEM WAHANA; SISTEM PENGIRIMAN DATA CITRA; SISTEM PENERIMAAN DATA CITRA; SISTEM PEMROSESAN DATA; SISTEM PEMANFAATAN DATA UNTUK KAJIAN KEBUMIAN; SISTEM DISEMINASI DATA CITRA 1

2 TOPIK YANG DIBAHAS Dasar-dasar Penginderaan Jauh (PJ): dasardasar GEM, Perolehan Data Satelit, Satelit dan Platform, Koreksi radiometrik dan gemetrik, dll. Pemrosesan Citra Dijital Interpretasi Citra Dijital Aplikasi-aplikasi PJ TOPIK YANG DIBAHAS Minggu Ke Pokok Bahasan Pengajar 1 (6 Februari 2009) 2 (13 Februari 2009) 3 (20 Februari 2009) 4 (27 Februari 2009) 5 (6 Maret 2009) 6 (13 Maret 2009) 7 (20 Maret 2009) 8 (27 Maret 2009) 9 (3 April 2009) 10 (17 April 2009) 11 (24 April 2009) 12 (1 Mei 2009) 13 (8 Mei 2009) 14 (15 Mei 2009) 15 (22 Mei 2009) Pendahuluan: Konsep PJ, Sejarah PJ, Kedudukan PJ, Pengumpulan Data PJ Gelombang Elektromagnetik (GEM): Radiasi GEM, Panjang GEM, Interaksi GEM dengan Benda, Jendela Atmosfer Sensor dan Platform: Satelit Sumber Daya Alam, Satelit Meteorologi, Satelit, Pesawat Udara, Balon, Roket, Kamera, Scanner Mekanik, Spektrometer, Penerimaan dan Transmisi Data Pemrosesan Data: Perangkat Keras dan Perangkat Lunak, Konversi Data, Kalibrasi dan Validasi Koreksi Radiometrik Koreksi Geometrik Image Enhancement: Spektral dan Spasial Enhancement, Aritmetika Band, Pemrograman PJ Gelombang Mikro PJ Gelombang Mikro: Pengolahan Data PJ Thermal dan Multispektral/Hiperspektral UTS Fusi Data dan Ekstraksi Informasi (Klasifikasi, Segmentasi, Klustering) Aplikasi-aplikasi PJ (Deteksi perubahan, Ekstraksi mineral, Fishing ground, dll) Presentasi Kelompok UAS ROK ROK RSA RSA ROK RSA ROK Dr. Kemal U.P Dr. Kemal U.P ROK RSA ROK RSA 2

3 DASAR-DASAR PJ Konsep PJ Sejarah PJ Radiasi GEM: karakteristik, panjang gelombang. Interaksi GEM dengan Benda Jenis PJ DASAR-DASAR PJ NAMA FREKWENSI (Hz) PANJANG GELOMBANG (m) 3

4 JENDELA ATMOSFER Daerah spektrum EM dimana energi hampir seluruhnya ditransmisikan: mm: UV and visible light 3-5 mm: emitted thermal energy from Earth 8-11 mm: emitted thermal energy from Earth 1 mm-1 m: radar and microwave energy DASAR-DASAR PJ 4

5 1/18/2010 PJ Tonggak Bersejarah 1600 dan 1700-an Hukum Mekanik dari Newton 1800-an Citra foto pertama dan pengunaan istilah fotogrametri 1900-an Dibuatnya pesawat terbang dan kamera dimuat pada roket utk pengambilan foto, PD I dan munculnya foto kegiatan mata-mata PJ Tonggak Bersejarah PD II dan perkembangan foto utk kegiatan matamata, 1940-an Ditemukan radar dan peluncuran roket pertama Jerman 1950-an Diperkenalkan PJ thermal, peluncuran satelit Sputnik (Soviet) dan Explorer I (USA), 1960-an Yuri Gagarin melakukan perjalanan luar angkasa, dimulainya misi Gemini, terbentuknya jurnal PJ (JPRS, RSE), lembaga pendidikan yg mengajarkan PJ, fotogrametri, 5

6 PJ Tonggak Bersejarah 1970-an 1980-an 1990-an Dimulainya jurusan PJ pd universitas, integrasi PJ dan SIG, peluncuran beberapa satelit (ERTS-1 dan 2, Landsat 3, Nimbus 7- CZCS, TIROS, SEASAT), Terbentuknya ESA, dimulainya misi luar angkasa NASA, diluncurkan beberapa satelit (Landsat 4 dan 5, SIR-A dan B, SPOT 1), terbentuknya jurnal PJ (IEEE GARS), Pengenalan sensor hyperspektral dan LIDAR, peluncuran satelit (SPOT 2, 3 dan 4, ERS-1 dan 2, Landsat 6 dan 7, IRS-1C, RADARSAT-1, IKONOS 1 dan 2, SIR-C), dibuat/diperbaikinya bebrapa manual (fotogrametri, interpretasi foto, PJ, PJ radar), Peluncuran satelit (QuickBird, Envisat, MODIS, SPOT-5, ALOS), PJ Potensi Penggunaan Variabel Biofisik Lokasi Geografis x,y Tofografi/Batimetri Vegetasi - klorofil Sistem PJ Potensial Foto udara, Landsat TM, ETM+, SPOT HRV, KVR-1000 Rusia, IRS-1CD, ATLAS, Radarsat, ERS-1,2 gelombang mikro, IKONOS, MODIS, ASTER, QuickBird Foto udara, Landsatr Tm, ETM+, SPOT, LIDAR, Radarsat, IRS-1CD, IKONOS, QuickBird Foto udara, Landsat TM, ETM+, SPOT, IRS-1CD, IKONOS, MODIS, ASTER, QuickBird - biomass, Foto udara, AVHRR, Landsat TM, ETM+, SPOT, IRS-1CD, IKONOS, MODIS, QuickBird - kandungan air Radarsat, ERS-1,2, Landsat TM Mid-IR, ETM, IKONOS, MODIS, ASTER, QuickBird - APAR Landsat ETM+, IKONOS, MODIS, QuickBird - pythoplangton SeaWiFS, Landsat TM, ETM+, IKONOS, MODIS, QuickBird 6

7 PJ Potensi Penggunaan Variabel Biofisik Suhu Permukaan Kelembaban Tanah Kekasaran Permukaan Evapotranspirasi Sistem PJ Potensial GOES, SeaWiFS, AVHRRR, Landsat TM, ETM+, Deadalus, ATLAS, ASTER, MODIS ALMAZ, Landsat TM, ERS-1,2, Radarsat, IKONOS, ASTER, Foto udara, ALMAZ, ERS-1,2, Radarsat, IKONOS, ASTER, AVHRR, Landsat TM, ETM+, SPOT, MODIS, ASTER Atmosfer (kimia trofosfer, suhu, uap air, arah dan kecepatan angin, presipitasi, sifat awan dan aerosol) Perairan Ocean (warna, phytoplangton, biokimia, kedalaman laut) Vulkanologi (suhu dan gas) GOES, MODIS, MISR, CERES, MOPIT TOPEX/POSEIDON, SeaWiFS, Landsat ETM+, IKONOS, MODIS, MISR, ASTER, CERES, QuickBird ATLAS, MODIS, MISR, ASTER CONTOH CITRA SATELIT Citra satelit LANDSAT Resolusi 30 meter Citra satelit ASTER JAPAN Resolusi 15 meter Citra satelit SPOT FRANCE Resolusi 5 meter 7

8 PJ Potensi Penggunaan Variabel Biofisik Penggunaan Tanah Vegetasi Kesehatan Tanaman Sistem PJ Potensial Foto Udara, AVHRR, Landsat TM, ETM+, SPOT, KVR-1000 Rusia, IRS- 1CD, Radarsat, IKONOS, MODIS, QuikBird, ASTER Foto Udara, Daedalus, ATLAS, AVHRR, Landsat TM, ETM+, SPOT, SeaWiFS, IRS-1CD, IKONOS, MODIS, QuikBird, ASTER CITRA QUICKBIRD Resolusi 61 cm 8

9 Perkembangan teknologi satelit remote sensing N Mid-Res Land Imaging Satellites Year Landsat 5 OPTICAL Landsat 7 LCDM US EO-1 MTI RapidEye-A RapidEye-B GERMANY RapidEye-C RapidEye-D SPOT-2 FRANCE SPOT-4 SPOT-5 IRS 1C INDIA IRS 1D ResourceSat-1 Cartosat-1 ResourceSat-2 CHINA & BRAZIL CBERS-1 CBERS-2 CBERS-3 CBERS-4 CHINA Ziyuan-ZY-2A Ziyuan-ZY-2B DMC China DMC Proba ESA KOMPSAT-1 KOREA TAIWAN RocSat2 JAPAN ALOS DMC AlSat-1 ALGERIA DMC NIGERIA DMC BilSat TURKEY DMC UK UK DMC VinSat-1 VIETNAM TopSat UK DMC ThaiPhat THAILAND RADAR ERS-2 ESA ENVISAT RadarSat 1 RadarSat 2 CANADA ALOS JAPAN Res. M IKONOS-2 QuickBird-2 OrbView 3 WorldView NextView EROS A1 EROS B1 IRS TES Pleiades-1 Pleiades-2 Hi-Res Land Imaging Satellite Resurs DK-1 Russia KOMPSAT-2 TerraSAR X TerraSAR L COSMO-Skymed-1 COSMO-Skymed-2 COSMO-Skymed-3 COSMO-Skymed-4 Ridsat Korea Germany Italy India OPTICAL Israel India RADAR France US Resolution 0.25 M 0.4 M 0.5 m 0.6 M 0.7 M 1.0 M 1.8 M PEMROSESAN CITRA DIJITAL Rektifikasi dan restorasi citra Penajaman citra Klasifikasi citra Penggabungan data dan integrasi SIG 9

10 INTERPRETASI CITRA DIJITAL Interpretasi Citra: visual dan dijital Elemen Interpretasi: tone/warna, bentuk, ukuran, tekstur, pola, bayangan, tinggi dan kedalaman, lokasi Kunci Interpretasi Pembuatan Peta Tematik Rektifikasi dan Restorasi Citra Pra-pengolahan untuk memperbaiki citra yang terdistorsi atau terdegradasi. Koreksi Geometrik Kalibrasi/koreksi Radiometrik Eliminasi noise 10

11 Penajaman Citra Untuk meningkatkan kemampuan membedakan antar obyek yang ada pada citra. Manipulation kekontrasan: stretching Penajaman Citra Manipulasi obyek spasial: Pemilteran Convolution Penajaman Tepi (Edge enhancement) Transformasi Fourier Penajaman dilakukan pada beberapa band yang ada. 11

12 PENAJAMAN CITRA Penajaman spektral: - Band ratio - Indeks vegetasi - HIS, Brovey Transform, Principal component - Tasseled cap - Contrast enhancement Penajaman spasial: - Spatial filtering (HPF dan LPF) - Transformasi Fourier PENAJAMAN CITRA: KONTRAS STRETCHING Berfungsi untuk menggambarkan data ke dalam histogram yang berbeda dalam rangka meningkatkan kenampakan/display data. Contoh: Linear Stretching Stretching Histogram Equalization 12

13 No Stretch LINEAR STRETCHING Range data Linear Stretch Range data STRETCHING HISTOGRAM EQUALISASI No Stretch Range data Stretching Histogram Equalisasi Range data 13

14 PENAJAMAN SPASIAL Penajaman spasial dilakukan untuk mendapatkan informasi citra berdasarkan bentuk, ukuran, dll. Diterapkan pada skala piksel yang berbeda: Local pixel neighborhood (convolution) Global image (Fourier filters) All scales (scale-space filters) Penajaman spasial: Low-Pass (LP): menghasilkan kekontasan citra secara global (macro-contrast) High-Pass (HP): menghasilkan ketajaman dan kekontasan citra (lokal). Klasifikasi Citra Untuk menentukan kelas masing-masing piksel pada citra. Merubah analisis citra secara visual dengan analisis secara kuantitatif. Pengenalan pola-pola spektral: Pengenalan pola-pola spasial: menggunakan bentuk geometrik, ukuran dan pola. 14

15 Klasifikasi Citra Tujuannya adalah untuk mengkategorikan seluruh piksel pada citra dijital kedalam salah satu kelas land cover. Integrasi Data PJ dan SIG Untuk menggabungkan data citra dengan data geografis lain untuk daerah yang sama. Penggabungan data multitemporal Deteksi perubahan Penggabungan data multisensor 15

16 Rektifikasi dan Restorasi Citra Untuk memperbaiki citra akibat distorsi atau degradasi yang berasal dari proses akuisisi citra Distorsi atau degradasi ditentukan oleh: Jenis alat (camera, scanner) Platform Total field of view Koreksi Geometrik Data mentah mengandung kesalahan geometrik yang disebabkan oleh: Variasi ketinggian, posisi dan kecepatan platform sensor Distorsi panoramic Kelengkungan bumi Refraksi atmosfer Pergeseran relief Ke non-linieran penyapuan 16

17 Koreksi Geometrik Distorsi sistematik (predictable) v. acak (unpredictable) Sistematik: dibetulkan dengan pemodelan sumber distorsi mis. rotasi bumi ke arah timur (skew distortion) deskewing Koreksi Geometrik (deskewing) 17

18 KOREKSI GEOMETRIK 18

19 Koreksi Geometrik Acak: dikoreksi dengan penyebaran titik ground control secara merata Persamaan transformasi dua koordinat Resampling (image registration) Koreksi Radiometrik Radiasi yang diterima obyek tergantung pada: Perubahan iluminasi Kondisi atmosfer Geometri penglihatan (viewing geometry) Karakteristik respon instrumen 19

20 Koreksi Radiometrik Koreksi ketinggian matahari dan jarak matahari-bumi Haze compensation Penghilangan Noise Untuk memperbaiki citra sedapat mungkin sesuai dengan citra aslinya Striping or banding destriping Line drop averaging neighboring pixel values Bit errors (snowy appearance) threshold of difference in pixel values 20