LAPORAN PRAKTIKUM PENGOLAHAN CITRA DIGITAL Oleh : NIKEN SUSILOWATI NIM.140 500 212 POLITEKNIK PERTANIAN NEGERI SAMARINDA SAMARINDA 2016
KATA PENGANTAR Assalammu alaikum Warrahmatullahi Wabarakatuh Alhamdulillah, segala puji dan syukur berkat rahmat Allah SWT yang selalu melimpahkan rahmat, nikmat serta hidayah-nya karenanya penulis dapat menyelesaikan penyusunan laporan ini. Dengan adanya laporan ini adalah sebagai bukti dalam mengikuti kegitan praktikum Pengolahan Citra Digital serta syarat untuk mendapatkan nilai. Dengan adanya sumber untuk referensi dalam penyusunan laporan ini penulis mengucapkan terimakasih karena sudah mempermudah penulis untuk mencari dan memberikan informasi. Akhir kata penulis menyadari laporan ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu sangat diharapkan saran yang membangun untuk perbaikan laporan ini. Wassalammu alaikum Warrahmatullahi Wabarakatuh Samarinda, 3 Maret 2016 Penulis 2
DAFTAR ISI Hal KATA PENGANTAR 2 DAFTAR ISI.. 3 I. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang... 4 1.2. Tujuan... 5 1.3. Manfaat yang Diharapkan... 5 II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Pengolahan Citra Digital..... 6 2.2. ENVI....... 7 2.3. Citra Landsat... 7 III. METODE DAN PEMBAHASAN 3.1. Tempat Dan Waktu Pelaksanaan. 11 3.2. Langkah langkah kerja.......... 11 IV HASIL 4.1. Hasil...... 22 V PENUTUP 5.1. Kesimpulan.. 23 DAFTAR PUSTAKA.. 24 3
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Pengolahan citra digital dimulai sekitar awal tahun 1920 an, dimana citra dikirim melalui kabel bawah laut dari London menuju ke New York. Dan tahun 1960 an pengolahan citra dengan computer ( pengolahan citra digital ), dan tahun 1964 perbaikan kualitas citra.pengolahan cira digital memiliki spectrum aplikasi yang sangat luas seperti dalam bdang-bidang berikut : 1.Bidang Biomedis ( Biomedical ) Dalam bidang kedokteran ketika ditemukannya tomografi terkomputerisasi pada tahun 1970 an. Pengolahan citra digital dapat digunakan untuk deteksi tumor atau kanker rahim, identifikasi penyakit paru-paru, hati, tuang dan lain-lainnya. Pengolahan citra digital ini mampu menginterpretasikan sinar X ( x ray ) 2. Bidang Penginderaan Jarak Jauh ( Remote Sensing ) Informasi seperti pertanian, perairan, kelautan, mineral, hutan, dan geologi apat diperoleh dengan melakukan analisis citra terhadap citra satelitnya. Pencemaran air laut, kerusakan wilayah,, dan pencemaran atau polusi udara dapat dilakukan dengan menganalisis citra satelitnya. Aplikasi yang lain untuk mengetahui kapal laut yang melewati perbatasan wilayah laut suatu Negara. Contoh gambar hasil citra satelit. 3. Bidang Biometrika Teknologi pengamanan suatu system menalami erkembagan pengolahan citra pada bidang biometrika. Sebagai contoh pemanfaatan sidik jari, iris, wajah, dan lainnya untuk system identifikasi seseorang. Contoh gambar hasil pengolahan citra biometrika. Konsep dasar P engolahan citra digital salah satunya adalah mengelolah citra yang rusak agar menjadi lebih baik dengan menggunakan software ENVI. Aplikasi PJ saat ini tumbuh tidak hanya secara jumlah applikasi namun juga bertambah dari jenis keragaman applikasinya. Pengembangan aplikasi PJ kedepannya mengarah kepada applikasi berbasis Web.Salah satu contoh software pada PCD yaitu : ENVI (The Environment For Visualizing Images) merupakan suatu sistem pengolahan citra digital penginderaan jauh yang revolusioner dibuat oleh Research System, Inc (RSI). Sekarang ENVI terbaru versi 4.8 memberikan fitur dan fungsionalitas lebih mempermudah alur kerja dan mengurangi waktu untuk pengolahan citra digital penginderaan jauh dan analisis. ENVI 4.8 berintegrasi dengan GIS yang dapat mempermudah menyadap informasi terkini dari citra digital penginderaan jauh dengan memberikan alat analisis citra digital penginderaan jauh secara langsung dari lingkungan ArcGIS. Fungsi terbaru ENVI dapat menampilkan data LIDAR dan dapat secara langsung menggabungkan data penginderaan jauh lain dengan data LIDAR. 4
Kegunaan lain ENVI dirancang untuk berbagai kebutuhan spesifik yang menggunakan data penginderaan jauh dari satelit dan pesawat terbang. ENVI menyediakan data visualisasi yang menyuluruh dan analisa untuk citra dalam berbagai ukuran dan tipe, semuanya dalam suatu lingkungan yang mudah dioperasikan dan inovatif untuk digunakan. ENVI menggunakan a Graphical User Interface (GUI). Format data raster dan Ascii (text) sebagai header file. Data raster disimpan sebagai binary stream of bytes berupa format Band Sequential (BSQ), Band Interleaved by Pixel (BIP) dan Band Interleaved by Line (BIL). ENVI juga mendukung berbagai tipe format lainnya seperti : byte, interger, long interger, floating-point, double-precision, complex,dan double-precision complex. ENVI Penginderaan Jauh ENVI memiliki tiga jendela utama yaitu The Main Display Window untuk menampilkan semua tampilan citra dalarn full resolution yang dibatasi oleh kotak pada scroll, The Scroll Window untuk menampilkan seluruh citra pada file, dan The Zoom Window untuk menampilkan perbesaran dari main display window yang dibatasi oleh kotak pada window. ENVI penginderaan jauh memiliki beberapa menu utama diantaranya adalah : File Management, Display Management, Interactive Display Functions, Basic Tools, Classification, Transform, Filters, Spectral Tools, Map Tools, Vector Tools, Topographic Tools, Radar Tools. 2.1 Tujuan Praktikum Laporan praktikum ini diharapkan dapat memberikan pengetahuan dan tutorial lebih lanjut lagi terhadap pemakaian Aplikasi yang digunakan dalam PCD (Pengolahan Citra Dasar) yaitu ENVI 46.1 serta mengatahui cara menggapfill 3.1 Manfaat Praktikum Hasil dari Laporan ini diharapkan dapat memberikan manfaat kepada semua pihak, khususnya kepada mahasiswa dapat menggunakan Aplikasi dalam PCD (Pengolahan Citra Digital) dan mengetahui bagaimana cara menggapfill dengan baik dan benar. Semoga dengan Laporan ini dapat menerapkan hal-hal positif dan Laporan ini diharapkan dapat dijadikan acuan didalam kegiatan pengolahan citra digital 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pengolahan Citra Digital Citra digital dapat didefinisikan sebagai gambar (image) dalam tampilan dua dimensi yang disimpan dalam bentuk/format digital. Gambar tersebut oleh komputer didefinisikan sebagai sebuah bidang (dengan luas tertentu) yang terdiri dari banyak titik dengan koordinat tertentu. Banyaknya titik dalam bidang inilah yang dinamakan pixel. Semakin banyak pixel, citra yang dihasilkan semakin jelas. Citra digital dapat dihasilkan dari beberapa media, antara lain kamera digital, scanner, sinar X, dan sebagainya. Pengolahan citra digital adalah suatu kegiatan pemrosesan gambar digital dengan tujuan memperbaiki kualitas suatu gambar agar lebih mudah diinterpretasi oleh mata manusia ataupun mesin. Berdasarkan tujuannya, pengolahan citra digital dapat dibagi menjadi beberapa jenis antara lain sebagai berikut: 1. Perbaikan kualitas citra, misalnya menambah atau mengurangi kontras, mempertajam gambar, atau memberikan warna semu. 2. Penghilang cacat pada citra, seperti menghilangkan noise dan blur. 3. Mengompres citra dengan tujuan mengurangi kapasitas gambar pada saat restorasi. 4. Segmentasi citra, yaitu membagi citra menjadi beberapa segmen dengan kriteria tertentu, biasanya dipakai untuk pengenalan pola pada mesin otomatis, robot, dan sebagainya. 5. Anilisis citra, yaitu dengan mengekstraksi ciri-ciri citra tertentu untuk keperluan pengenalan dan identifikasi objek, contohnya adalah pendeteksi tepi objek pada gambar. 6. Rekonstruksi citra, yaitu membentuk ulang objek hasil proyeksi, misalnya oleh sinar X. 6
2.2 ENVI ENVI (The Environment For Visualizing Images) merupakan suatu image processing system yang revolusioner yang dibuat oleh Research System, Inc (RSI). Dari permulaannya ENVI dirancang untuk kebutuhan yang banyak dan spesifik untuk mereka yang secara teratur menggunakan data penginderaan jauh dari satelit dan pesawat terbang. ENVI menyediakan data visualisasi yang menyuluruh dan analisis untuk citra dalam berbagai ukuran dan tipe, semuanya dalam suatu lingkungan yang mudah dioperasikan dan inovatif untuk digunakan. ENVI + IDL, ENVI, dan IDL ENVI dibuat dalam bahasa Interactive Data Language (IDL), bahasa pemrograman yang cukup ampuh dalam mengintegrasikan pengolahan citra. Fleksibilitas ENVI menggunakan kemampuan dari IDL, IDL harus ada untuk menjalankan ENVI. 2.3 Citra Landsat Citra Landsat merupakan gambaran permukaan bumi yang diambil dari luar angkasa dengan ketinggian kurang lebih 818 km dari permukaan bumi, dengan skala 1 : 250.000.Dalam setiap perekaman citra landsat mempunyai cakupan area 185 km x 185 km sehinggaaspek dari objek tertentu yang cukup luas dapat diidentifikasi tanpa menjelajah seluruh daerahyang disurvei atau yang diteliti.citra landsat merupakan citra yang dihasilkan dari beberapa spectrum dengan panjanggelombang yang berbeda. Karakterisitk Data Landsat TM Data Landsat TM (Thematic Mapper) diperoleh pada tujuh saluran spektral yaitu tiga saluran tampak, satu saluran inframerah dekat, dua saluran inframerah tengah, dan satu saluran inframerah thermal. Lokasi dan lebar dari ketujuh saluran ini ditentukan dengan mempertimbangkan kepekaannya terhadap fenomena alami tertentu dan untuk menekan sekecil mungkin pelemahan energi permukaan bumi oleh kondisi atmosfer bumi. Jensen (1986) mengemumakan bahwa kebanyakan saluran TM dipilih setelah analisis nilai lebihnya dalam pemisahan vegetasi, pengukuran kelembaban tumbuhan dan tanah, pembedaan awan dan salju, dan identifikasi perubahan hidrothermal pada tipe-tipe batuan tertentu. Data TM mempunyai proyeksi tanah IFOV (instantaneous field of view) atau ukuran daerah yang diliput dari setiap piksel atau sering disebut resolusi spasial. Resolusi spasial untuk keenam saluran spektral sebesar 30 meter, sedangkan resolusi spasial untuk saluran inframerah thermal adalah 120 m (Jensen,1986). Kegunaan Satelit Landsat Terdapat banyak aplikasi yang dapat diterapkan dari data Landsat, diantaranya adalah untuk pemetaan penutupan lahan, pemetaan penggunaan lahan, pemetaan 7
tanah, pemetaan geologi, pemetaan suhu permukaan laut dan lain-lain. Untuk pemetaan penutupan dan penggunaan lahan, data Landsat TM lebih dipilih daripada data SPOT multispektral karena terdapat band infra merah menengah. Landsat TM adalah satu-satunya satelit non-meteorologi yang mempunyai band inframerah thermal. Data thermal diperlukan untuk studi proses-proses energi pada permukaan bumi seperti variabilitas suhu tanaman dalam areal yang diirigasi. Kelebiahan Dan Kekurangan Citra Landsat Citra landsat adalah citra yang di ambil menggunakan satelit landsat tentunya memiliki kelebihan dan kekurangan,di antaranya : Kelebihan : Dapat merekam wilayah di permukaan bumi dengan lebih luas / cakupannya lebih besar. Pada setiap topografi yang ada di permukaan bumi dibedakan dengan warna. Setiap kejadian yang ada di permukaan bumi dapat dibedakan dengan panjang gelombangyang ada di citra landsat. Kekurangan : Apabila citra landsat / daerah yang akan dianalisis tertutup awan maka citra tersebut sulituntuk dianalisis. Peliputan landsat pada musim kering sulit untuk membedakan Macam-macam Jenis Satelit Landsat 1. Landsat 1 Landsat 1 pada mulanya bernama Earth Resources Technology Satellite 1. Landsat 1 adalah satelit pertama dari Amerika Serikat. Satelit yang diluncurkan pada 23 Juli 1972 oleh roket Delta 900 ini adalah versi modifikasi dari satelit meteorologi Nimbus 4. Satelit Landsat 1 melakukan monitoring dengan membawa instrumen kamera RBV dan MSS. Operasi berakhir tahun 1978. 2. Landsat 2 Landsat 2 adalah satelit kedua dari program Landsat. Awalnya satelit ini bernama ERTS- B (Earth Resource Technology Satellite-B namun berganti nama menjadi Landsat 2 sebelum peluncurannya pada 22 Januari 1975. Landsat 2 membawa sensor yang sama seperti pendahulunya, yaitu RBV dan MSS. RBV merupakan instrumen yang digunakan untuk tujuan evaluasi teknik sedangkan MSS secara sistematis terus mengumpulkan gambar dari Bumi. Landsat 2 beroperasi selama lebih dari tujuh tahun dan akhirnya berhenti beroperasi pada 25 Februari 1982. 3. Landsat 3 Landsat 3 adalah satelit ketiga dari program Landsat. Satelit ini diluncurkan pada tanggal 5 Maret 1978 dengan tujuan utama menyediakan arsip global foto satelit. Landsat 3 memiliki desain dasar sama seperti Landsat 2. Satelit ini membawa instrumen MSS, yang memiliki resolusi maksimum 75 m. Tidak seperti dua Landsat sebelumnya, instrumenthermal band telah dibuat pada Landsat 3, tetapi instrumen ini gagal beroperasi setelah satelit ditempatkan. Landsat 3 ditempatkan dalam orbit polar berjarak sekitar 920 km dan menghabiskan waktu 18 hari untuk 8
memindai seluruh permukaan bumi. Landsat 3 sudah tidak beroperasi lagi karena adanya masalah teknis dan berhenti beroperasi pada 21 Maret 1983. 4. Landsat 4 Landsat 4 adalah satelit keempat dari program Landsat. Satelit ini diluncurkan pada 16 Juli 1982 dengan tujuan utama menyediakan arsip global foto satelit. Meski program Landsat dikelola oleh NASA, data dari Landsat 4 dikumpulkan dan didistribusikan oleh USGS. Landsat 4 sudah tidak beroperasi lagi karena adanya masalah teknis dan akhirnya berhenti beroperasi pada tahun 1993. Landsat 4 memiliki andwidth transmisi maksimum sebesar 85 Mbit/s, membawa MSS yang telah diperbaharui dan Thematic Mapper (TM) yang memiliki resolusi maksimum 30 m. Perlu dicatat bahwa Landsat 4 adalah satelit pertama dalam program Landsat yang menggunakan sensor TM. Sensor TM mampu mengumpulkan tujuh band data yang berbeda dari empat band data yang dikumpulkan MSS. Selain memliki tiga band data lebih banyak, para ilmuwan dapat melihat data TM dengan resolusi yang lebih tinggi dibandingkan dengan MSS. Band 1-5 dan 7 masing-masing memiliki resolusi spektral 30 m sementara MSS hanya tersedia resolusi 79 m dan 82 m. Band 6 (merupakan band inframerah thermal memiliki resolusi spasial maksimum 120 m. 5. Landsat 5 Landsat 5 adalah satelit kelima dari program Landsat. Satelit ini diluncurkan pada tanggal 1 Maret 1984 dengan tujuan utama menyediakan arsip global foto satelit. Program Landsat dikelola oleh USGS dan data dari Landsat 5 dikumpulkan serta didistribusikan dari USGS s Center untuk Earth Resources Observation and Science. Pada tanggal 2 Maret 2009, Landsat 5 merayakan 25 tahun keberhasilannya beroperasi. Landsat 5 telah melampaui harapan sejak pertama kali dirancang. Satelit ini memiliki bandwidth transmisi maksimum sebesar 85 Mbit/s dan ditempatkan pada ketinggian 705,3 km (438,3 mil). Dibutuhkan sekitar 16 hari untuk memindai seluruh bumi. Satelit ini adalah salinan identik dari Landsat 4 dan pada awalnya dimaksudkan sebagai backup Landsat 4 karena membawa instrumen yang sama, termasuk instrumen TM dan MSS. Instrumen MSS ini dimatikan pada tahun 1995. Dan pada akhirnya satelit ini berhenti beroperasi berakhir pada bulan Januari 2013. 6. Landsat 6 Landsat 6 dirancang untuk melanjutkan program Landsat. Satelit ini diluncurkan pada 5 Oktober 1993 menggunakan Titan II tapi gagal mencapai orbit karena masalah teknis. Sebagai akibatnya, Landsat 4 dan Landsat 5 digunakan lagi (melebihi umur yang telah ditetapkan). Namun hanya Landsat 5 yang masih beroperasi. 7. Landsat 7 Satelit ini diluncurkan pada tanggal 15 April 1999. Tujuan utama Landsat 7 adalah untuk memperbaharui arsip citra satelit, menyediakan citra yang update dan bebas awan. Meski program Landsat dikelola oleh NASA, data dari Landsat 7 dikumpulkan dan didistribusikan oleh USGS. Proyek NASA World Wind memungkinkan gambar tiga dimensi dari Landsat 7 dan sumber-sumber lainnya untuk dapat dengan mudah dinavigasi dan dilihat dari berbagai sudut. Landsat 7 dirancang untuk dapat bertahan 5 tahun dan memiliki kapasitas untuk 9
mengumpulkan dan mentrasmisikan hingga 532 citra setiap harinya. Orbit dari satelit ini adalah polar, orbit yang sinkron terhadap matahari, dalam arti dapat memindai seluruh permukaan bumi, yakni selama 232 orbit atau 15 hari. Massa satelit tersebut 1973 kg, memiliki panjang 4,04 meter dan diameter 2,74 meter. Tak seperti pendahulunya, Landsat 7 memiliki memori 378 gigabits (kira-kira 100 citra). Instrumen utama Landsat 7 adalah Enhanced Thematic Mapper Plus (ETM+). 8. Landsat 8 Landsat Data Continuity Mission (LDCM) atau dikenal juga dengan nama Landsat 8 merupakan satelit generasi terbaru dari Program Landsat. Satelit ini merupakan project gabungan antara USGS dan NASA beserta NASA Goddard Space Flight Center dan diluncurkan pada hari Senin, 11 Februari 2013 di Pangkalan Angkatan Udara Vandeberg, California Amerika Serikat. Satelit Landsat 8 yang direncanakan mempunyai durasi misi selama 5 10 tahun ini, dilengkapi dua sensor yang merupakan hasil pengembangan dari sensor yang terdapat pada satelit-satelit pada Program Landsat sebelumnya. Kedua sensor tersebut yaitu Sensor Operational Land Manager (OLI) yang terdiri dari 9 band serta Sensor Thermal InfraRed Sensors (TIRS) yang terdiri dari 2 band. 10
BAB III METODE DAN PEMBAHASAN 3.1 Tempat Dan Waktu Pelaksanaan Praktikum dilaksanakan di lab Geoinformatika lantai 3 pada hari selasa tanggal 1 maret 2016 pukul 10:10-13:00 WITA,berikut adalah alat yang digunakan untuk praktikum : No Nama alat Jumlah 1 Pc/laptop 1 2 Mouse 1 3 Citra landsat 3 file 3.2 Langkah-langkah Praktikum 1. Extract folder landsat 7 dan buka file April 2012 lalu pindah ke folder anchor 11
2. Setelah di extract rename menjadi contoh di bawah 3. Buka folder frame_and_fill_software seperti gambar di bawah 12
4. Lalu pilih RE-FRAME SLC-OFF 5. Isi reframe_l1t Parameter sebagai berikut dan prosesnya 13
6. Hasil dari reframe 7. Selanjutnya jika sudah di reframe adalah proses Gap fill slc-off 8. Isi gap fill seperti berikut dan pilih all bands lalu submit 14
9. Berikut proses 7 band gapfill 15
16
17
18
19
20
21
BAB IV HASIL 4.1 Hasil Hasil dari proses gapfill adalah sebagai berikut 22
BAB V KESIMPULAN 5.1 Kesimpulan Kesimpulannya adalah citra landsat 7 mengalami kerusakan pada tahun 2012 lalu di perbaiki dengan menggunakan atau menggapfill citra pada tahun 2013 menggunakan software Envi IDL 23
DAFTAR PUSTAKA http://elektronika-dasar.web.id/definisi-dan-pengolahan-citra-digital/ http://nugrahamirko.blogspot.co.id/2015/03/tugas-1-pcd-kelas-pengertiancitra_18.html http://www.citrasatelit.com/envi-pengolah-data-penginderaan-jauh/ http://codename-romance.blogspot.co.id/2012/03/definisi-software-envi- 45-untuk-sig.html 24