ANALISIS KOREKSI GEOMETRIK MENGGUNAKAN METODE DIRECT GEOREFERENCING PADA CITRA SATELIT ALOS DAN FORMOSAT-2

Transkripsi

1 ANALISIS KOREKSI GEOMETRIK MENGGUNAKAN METODE DIRECT GEOREFERENCING PADA CITRA SATELIT ALOS DAN Suzyantie Lisa Dewi, Eko uli Handoko ST,MT, Hepi Hapsari Handayani ST, Msc Program Studi Teknik Geomatika, FTSP-ITS, Surabaya, 60111, Indonesia gm0707@geodesy.its.ac.id Abstrak Saat ini teknologi penginderaan jauh berkembang semakin pesat, hal ini ditandai dengan banyaknya citra satelit resolusi tinggi. Seperti contohnya citra satelit ALOS dan. Untuk dapat dimanfaatkan secara optimal, citra satelit harus sudah terbebas dari kesalahan atau distorsi yang terjadi selama proses perekaman datanya dengan cara memberi koreksi. Koreksi citra bertujuan memperbaiki citra agar sedekat sesuai dengan objek dipermukaan bumi. Koreksi citra meliputi koreksi radiometrik dan geometrik. Untuk mendapatkan posisi geografi yang akurat dilakukan proses koreksi geometric. Dalam penelitian ini koreksi geometric menggunakan metode Direct Georeferencing dimana setiap piksel pada citra diposisikan sesuai koordinat sebenarnya dengan acuan Ground Control point (GCP) sedangkan untuk koreksi topografi dan distorsi perekaman digunakan data Digital Elevation Model (DEM). Data yang digunakan yaitu data citra satelit dan tahun 2008.Untuk mengetahui ketelitian dari koreksi geometrik dari kedua citra tersebut berdasarkan pada nilai (Root Mean Square Error) e yang didapatkan dari perhitungan matematis yaitu dengan metode Transformasi Conform 3D model Projektif, Bursa-Wolf, Molodensky-Badekas dan Polinomial Orde-2. Hasil dari penelitian ini menunjukkan hasil perhitungan matematis nilai e terkecil adalah dengan menggunakan transformasi conform 3D model Projektif. Sedangkan nilai e terbesar adalah menggunakan metode transformasi conform model Bursa-Wolf. Semakin kecil nilai e menunjukkan bahwa hasil lebih teliti dan akurat. Hasil uji statistika menunjukkan bahwa data paling banyak diterima pada tingkat kepercayaan 5%. Kata Kunci : dan, Koreksi Geometrik, Direct Georeferencing, e PENDAHULUAN Latar Belakang Teknologi penginderaan jauh saat ini, telah banyak digunakan citra satelit dengan resolusi tinggi, contohnya seperti Advanced Land Observing Satelite/ Panchromatic Remote Sensing Instrument for Stereo Mapping () dan. Citra satelit dan yang menjadi obyek kajian penelitian dapat dimanfaatkan secara optimal jika terbebas dari kesalahan/distorsi yang terjadi saat proses perekaman data. Selama proses perekaman data, citra terdistorsi disebabkan oleh penyimpangan sensor, wahana dan objek yang direkam oleh karena itu diperlukan koreksi geometrik. Koreksi geometrik dilakukan untuk memperbaiki koordinat objek yang ada pada citra agar sesuai dengan koordinat sesungguhnya (koordinat terikat bumi). Pada umunya koreksi geometrik citra dilakukan dengan menggunakan koordinat 2 dimensi (x,y) dimana koreksi geometrik semacam ini memerlukan persamaan polinomial yang sesuai dengan data titik kontrol. Untuk mendapatkan hasil yang lebih baik, koreksi geomtrik dapat dilakukan dengan menggunakan koordinat 3 dimensi (x,y,z). Metode koreksi geometrik yang digunakan dalam penelitian ini adalah dengan metode Direct Georeferencing dimana berfungsi untuk mendapatkan posisi yang akurat dan mendapatkan pengamatan jarak dan arah yang benar. Setiap piksel pada citra diposisikan sesuai koordinat sebenarnya dengan acuan koordinat titik kontrol (x,y) sedangkan untuk koreksi topografi dan distorsi perekaman digunakan data Digital Elevation Model (DEM). Ketelitian koreksi Geometrik dapat diketahui dari harga Root Mean Square Error (e). Nilai e harus kurang dari sama dengan 1. Nilai e semakin mendekati nilai nol maka koreksi geometriknya semakin baik. 1

2 Perumusan Masalah Dari latar belakang di atas, maka permasalahan yang timbul adalah bagaimana koreksi geometrik citra satelit dan dengan menggunakan metode Direct Georeferencing berdasarkan pada nilai e. Batasan Permasalahan Batasan masalah dari penelitian ini adalah: 1. Wilayah studi dari penulisan tugas akhir adalah Kota Surabaya 2. Metode yang digunakan adalah metode Direct Georeferencing dimana memproyeksikan citra dengan koordinat 3 Dimensi (,,) 3. Koordinat titik kontrol didapatkan dari koordinat titik kontrol geodesi orde-3 dan peta garis skala 1: Transformasi koordinat yang digunakan adalah transformasi Conform 3D model Projektif, Bursa-Wolf dan Molodensky- Badekas dan polinomial orde 2 5. Hasil akhir berupa analisis koreksi geometrik dengan membandingkan e pada citra dan Tujuan Tujuan penelitian ini adalah menganalisis koreksi geometrik citra satelit dan berdasarkan nilai e dengan menggunakan metode Direct Georeferencing Manfaat Penelitian Manfaat dari penelitian ini adalah mengetahui koreksi geometrik berdasarkan nilai e pada citra satelit dan. METODOLOGI PENELITIAN Lokasi Penelitian satelit tahun 2008 dan citra satelit tahun 2008 (a) (b) Gambar 2. Persebaran titik pada citra (a) ALOS PRISM (b) 2. Koordinat Orde 3 Badan Pertanahan Nasional (BPN) yang digunakan sebagai koordinat titik kontrol 3. Peta Garis Skala 1:5000 yang digunakan sebagai acuan koordinat tinggi (koordinat ) titik kontrol 4. Global Digital Elevation Model (GDEM) Peralatan Peralatan yang digunakan pada penelitian ini adalah : a Perangkat Keras (Hardware) - Notebook Toshiba - Printer Canon Pixma MP 258 b Perangkat Lunak (Software) - Software ENVI Software Matlab Software Microsoft 2007 Pengolahan Data Citra Satelit Tahun 2008 Tititk Kontrol Geodesi Orde-3 Peta Garis 1:5000 Conform 3D Projektif DEM Conform Bursa- Wolf Tidak Pemotongan Citra Penentuan Koordinat Citra Kollinearitas Conform Molodensky- Badekasf Parameter Orientaai Luar (Ekterior Orientation Parameter) Citra Satelit Tahun 2008 L,L,L,ω,Ф,κ Polinomial Orde-2 Gambar 1. Lokasi Penelitian Data dan Peralatan Data 1. Data utama yang digunakan dalam penelitian tugas akhir ini adalah citra e 1 ya Uji Statistika : Student T-Test Analisis Gambar 3. Diagram Alir Pengolahan Data 2

3 HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Perhitungan Parameter Parameter yang didapatkan dari hasil perhitungan berupa L, L, L, ω,ф,κ dan λ. Dimana L, L, L merupakan parameter translasi, ω,ф,κ merupakan parameter rotasi dan λ merupakan perbesaran skala. Berikut ini hasil perhitungan Parameter : Tabel 1. Hasil Perhitungan Parameter dengan Metode Conform 3D Projektif Parameter L L L Tabel 2. Hasil Perhitungan Parameter dengan Metode Conform Bursa-Wolf Parameter L L L Tabel 3. Hasil Perhitungan Parameter dengan Metode Conform Molodensky-Badekas Parameter L L L Tabel 4. Hasil Perhitungan Parameter dengan Metode Polinomial Orde-2 Parameter L L L Analisa Perhitungan Parameter Pada parameter rotasi yang bernilai positif, sumbu rotasi didefinisikan sebagai rotasi searah jarum jam vektor posisi bila dilihat sumbu sistem koordinat Cartesian acuan. Hasil Transformasi Koordinat Dari hasil transformasi didapatkan residu untk masing masing titik kontrol. residu dalam penelitian ini merupakan selisih antara koordinat yang dianggap benar dengan koordinat hasil transformasi. Koordinat yang dianggap benar disini adalah koordinat Orde 3 BPN dan peta garis skala 1:5000. Setelah mendapatkan nilai residu dapat dihitung nilai tiap titik kontrol. Tabel 5. Hasil Perhitungan e dengan Metode Conform 3D Projektif Pada Citra Satelit (i-µ)^ Total Rata-Rata e Tabel 6. Hasil Perhitungan e dengan Metode Conform 3D Projektif Pada Citra Satelit (i-µ)^

4 Tabel Lanjutan 6. Hasil Perhitungan e dengan Metode Conform 3D Projektif Pada Citra Satelit Tabel 8. Hasil Perhitungan e dengan Metode Conform Bursa-Wolf Pada Citra Satelit (i-µ)^2 (i-µ)^ Total Rata Rata e Total Rata Rata e Tabel 7. Hasil Perhitungan e dengan Metode Conform Bursa-Wolf Pada Citra Satelit Tabel 9. Hasil Perhitungan e dengan Metode Conform Molodensky-Badekas Pada Citra Satelit (i-µ)^2 (i-µ)^ Total Rata Rata Total Rata Rata e e

5 Tabel 10. Hasil Perhitungan e dengan Metode Conform Molodensky-Badekas Pada Citra Satelit (i-µ)^ Dimensi Projektif. Sedangkan terbesar adalah menggunakan transformasi Bursa-Wolf. Nilai e dari transformasi Molodensky-Badekas lebih kecil daripada transformasi Bursa-Wolf, hal ini dikarenakan transformasi Molodensky-Badekas merupakan pengembangan metode Bursa-Wolf. Dalam transformasi ini digunakan titik berat sehingga lebih teliti dibandingkan dengan transformasi Bursa-Wolf. Histogram Nilai e Untuk mengetahui perbedaan besarnya nilai e setiap metode pada citra satelit dan dapat diketahui pada histogram berikut ini : Total Rata Rata e Tabel 11. Hasil Perhitungan e dengan Metode Polinomial Orde-2 Gambar 4. Histogram Nilai Per titik pada Citra Satelit Gambar 5. Histogram Nilai per titik pada Citra Satelit Total Total e e Analisa Transformasi Koordinat e terkecil adalah dengan menggunakan transformasi Conform 3 Gambar 6. Histogram Nilai e 5

6 Dari histogram diatas menunjukkan bahwa nilai e terkecil baik pada citra satelit dan adalah metode transformasi conform 3D Projektif, sedangkan nilai e terbesar adalah transformasi conform Bursa-Wolf. Uji Statistika Student T-Test Dalam penelitian ini harga data sampel diambil dari harga pada citra dan 1 Dimana : C 2 t. S C n C 1 dan 2 = Batas Penerimaan atau Penolakan = Harga rata rata sampel t = Harga untuk 1/2α yang dibaca dari tabel Distribusi Normal S n = Standar Deviasi = Jumlah Tabel 16. Hasil Uji Statistika Student T-Test Pada Citra Tabel 15. Harga t 1/2α Uji T-Test α (%) t 1/2α Tabel 16. Hasil Uji Statistika Student T-Test Pada Citra PENUTUP Kesimpulan Dari hasil proses analisa yang telah dilakukan dalam penelitian ini, dapat diambil beberapa kesimpulan, yaitu sebagai berikut : a. Dari hasil perhitungan matematis, diketahui nilai aposteriori terkecil adalah metode transformasi conform 3D Projektif sebesar 0, pada citra satelit 6

7 dan 0, pada citra. Sedangkan nilai aposteriori terbesar adalah metode transformasi bursa-wolf sebesar 0, pada citra dan 0, pada citra b. Nilai e terkecil adalah metode transformasi conform 3D Projektif sebesar 0, m pada citra dan 0, m pada citra. Sedangkan nilai e terbesar adalah metode transformasi Conform Bursa-Wolf sebesar 0, m pada citra dan 0, m pada citra. c. Faktor yang mempengaruhi besarnya nilai e adalah model transformasi yang digunakan, identifikasi titik kontrol pada citra, serta resolusi citra. Saran Saran yang dapat diambil dalam penelitian ini adalah :. a. Distribusi titik kontrol sebaiknya tersebar merata pada seluruh citra b. Identifikasi titik kontrol tanah pada citra harus dilakukan secara teliti dan hati hati karena akan mempengaruhi ketelitian dari hasil koreksi geometrik. c. Sebaiknya dilakukan survei titik kontrol di lapangan untuk mempermudah identifikasi titik kontrol pada citra serta agar mengetahui posisi titik kontrol pada citra sesuai dengan keadaaan di lapangan. Satelliite Images by least Square colloation. Center for Space and Remote Sensing Research National Central University, Taiwan Daniela, Poli Modelling of Spaceborne Linear Array Sensor. Swiss : Swiss Federal Institute of Technology urich Earth Observation Research Center, About ALOS Overview, ( x/about) dikunjungi pada tanggal 16 September 2010 pukul WIB Handoko, E Slide Kuliah Sistem Transformasi Koordinat. Surabaya : Program Studi Teknik Geomatika, FTSP-ITS Jensen, J.R Introduction Digital Image Processing : A Remote Sensing Perspective. 2 nd Edition, Prentice Hall.,Inc, New Jersey, USA Martin, Seelye An Introduction to Ocean Remote Sensing. United Kingdom : University of Cambridge Mikhail, E.M dan Gracie, Gordon Analysis And Adjusment of Survey Measurements. Van Nostrand Reinhold Company Wolf, Paul R dan Dewwit, Bon A Elements of Photogrammetry with Applications in GIS 3 rd edition. The McGraw-Hill Companies. Wolf, Paul R dan Ghilani, Charles D Adjusment Computation Statistics and Least Square in Surveying and GIS. United States of America : John Wiley & Sons, INC DAFTAR PUSTAKA Abidin,. Hasannudin Penentuan Posisi dengan GPS dan Aplikasinya. Jakarta: PT. PRADNA PARAMITA Chen,L.C, dkk,2005. Rigorous Georeferencing for 7