Penginderaan Jauh Terapan
-
Upload
mohammadluay -
Category
Documents
-
view
252 -
download
26
description
Transcript of Penginderaan Jauh Terapan
i
LAPORAN PRAKTIKUM
PENGINDERAAN JAUH TERAPAN
KOREKSI ATMOSFER MENGGUNAKAN METODE DARK OBJECT
SUBSTRACTION (DOS) DAN METODE SECOND SIMULATION OF A SATELLITE
SIGNAL IN THE SOLAR SPECTRUM – VECTOR (6SV)
Oleh :
Nama : Mohammad Luay Murtadlo
NRP : 3512100068
Dosen Pembimbing :
Nama : Lalu Muhammad Jaelani, ST, M.Sc, Ph.D
NIP : 19801221 200312 1 001
LABORATORIUM GEOSPASIAL JURUSAN TEKNIK GEOMATIKA
FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
SURABAYA
2015
ii
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI .................................................................................................................. ii
KATA PENGANTAR.................................................................................................... iii
I. PENDAHULUAN .................................................................................................. 1
II. METODE ................................................................................................................ 3
2.1. ALAT DAN BAHAN ...................................................................................... 3
2.2. PROSEDUR PRAKTIKUM ............................................................................ 3
III. HASIL ..................................................................................................................... 17
A. Hasil Metode DOS............................................................................................. 17
B. Hasil Metode 6sv................................................................................................ 18
IV. KESIMPULAN ....................................................................................................... 19
DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................................... 20
iii
KATA PENGANTAR
Segala puji syukur kepada kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayah-
Nya, sehingga saya dapat menyelesaikan penyusunan laporan ini dengan baik dan tepat pada
waktunya.
Dalam menyelesaikan laporan praktikum Koreksi Atmosfer Menggunakan Metode Dark
Object Subtraction (DOS) dan Metode Second Simulation of A Satellite Signal In The Solar Spectrum
– Vector (6sv), saya mendapat banyak bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu,
saya mengucapkan banyak terima kasih kepada :
1. Bapak Lalu Muhamad Jaelani, ST, MSc, Ph.D., selaku dosen pengampu Penginderaan Jauh
Terapan.
2. Ibu Cherie Bhekti Pribadi, ST, MT., selaku dosen asistensi Penginderaan Jauh Terapan.
3. Rekan-rekan mahasiswa Jurusan Teknik Geomatika Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya angkatan 2012 (G14) dan semua pihak yang telah memberikan bantuan dalam
penulisan laporan ini.
Demikian laporan ini diselelasikan, mohon maaf apabila terdapat kesalahan dalam
penyelesaian laporan ini. Saya berharap semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi semua pembaca
terutama kepada mahasiswa Teknik Geomatika yang mengambil mata kuliah Penginderaan Jauh
Terapan.
Surabaya, 24 Oktober 2015
Penulis
1
BAB I
PENDAHULUAN
Koreksi Radiometrik dilakukan karena terdapat kesalahan oleh sensor dan sistem sensor
terhadap respon detektor dan pengaruh atmosfer yang stasioner. Koreksi radiometrik dilakukan untuk
memperbaiki kesalahan atau distorsi yang diakibatkan oleh tidak sempurnanya operasi dan sensor,
atenuasi gelombang elektromagnetik oleh atmosfer, variasi sudut pengambilan data, variasi sudut
eliminasi, sudut pantul dan lain-lain yang dapat terjadi pengambilan, pengiriman dan perekaman data.
Koreksi DOS merupakan koreksi absolut dimana nilai reflektan pada satelit dikonversi
menjadi nilai surface reflectance dengan asumsi bahwa terdapat objek yang mempunyai nilai pantulan
mendekati nol persen (misalnya bayangan, air jernih dalam, dan hutan lebat), meskipun demikian
sinyal yang terekam pada sensor dari objek tersebut merupakan hasil dari hamburan atmosfer yang
harus dihilangkan, Chavez Jr (1996) dalam Nurlina (2008).
DOS dipilih dari sekian banyak metode koreksi atmosfer, karena telah dibuktikan oleh Nurlina
(2008) bahwa nilai reflektan yang dihasilkan dengan metode ini sesuai dengan teori bahwa rentang
nilai reflektan berkisar antara 0.0 – 1.0. selain itu dari penelitian sebelumnya oleh Schroeder, et al.
(2006) yang telah membandingkan lima metode untuk koreksi atmosferik yaitu diantaranya dua
koreksi relatif menggunakan Pseudo-invariant Feature (PIF) dan Multivariate Alteration Detection
(MAD) dan tiga koreksi absolut menggunakan DOS, Modified Dense Dark Vegetation (MDDV) dan
Second Simulation of the Satelite Signal in the Solar Spectrum (6S) yang diaplikasikan pada 16 time
series dan citra Landsat TM dan 3 time series pada citra Landsat ETM+ memperlihatkan bahwa
koreksi atmosferik menggunakan DOS model memberikan nilai RMS Error yang terkecil dan
komitmen dalam menghasilkan skala pada rentang 0.0 – 1.0.
Estimasi nilai surface reflectance berasumsi dari permukaan Lambertian yang seragam
dibawah kondisi tutupan awan yang relatif kurang. Koreksi ini mengacu pada persamaan Schroeder
(2006) di bawah ini:
Keterangan:
ρ adalah estimasi surface reflectance (%)
Lp adalah hamburan oleh atmosfer (Path Radiance) (Wm-2
sr-1
µm-1
)
Tv adalah transmisi oleh atmosfer dari target ke sensor
Tz adalah transmisi oleh atmosfer pada arah iluminasi
Edown adalah difusi iradians downwelling (Wm-2
µm-1
)
Hamburan oleh atmosfer Lp (path radiance) ditentukan dengan menggunakan persamaan
(Schroeder, 2006) berikut ini:
Lp = G DNdark + B – 0,01 [E0 cos ϴTz + Edown] T0 / π
Dalam hal ini DNdark adalah nilai digital minimum pada setiap saluran yang jumlahnya tidak
kurang dari 1000 piksel, Teillet & Fedosejeves (1995), sedangkan Tv = e–τrcos ϴv
dan Tz= e–τrcos ϴz
dengan
asumsi pantulan kembali oleh atmosfer tidak mengandung aerosol dan nilai pantulan objek gelap
sama dengan satu persen, Song et al.(2001). Estimasi hamburan balik (τr) oleh Kaufman 1989
ditentukan dengan persamaan:
τr= 0,008569 λ-4
(1 + 0,0113λ-2
+ 0,00013λ-4
)
2
Koreksi 6sv menurut Danoedoro (2012) menyatakan bahwa koreksi efek atmosfer telah
dikembangkan oleh beberapa peneliti. Salah satunya model 5S (Simulation of the Sensor Signal in the
Solar Spectrum) yang dikembangkan oleh Tanre, et al.(1986, 1990) dan kemudian Vermote, et al
(1997) memperbaikinya menjadi model 6S (Second Simulation of the Sensor Signal in the Solar
Spectrum), Model-model ini mampu memformulasikan permukaan non-Lambertian untuk
memodelkan sinyal yang diukur oleh Sensor. Model 6S juga melibatkan data untuk perhitungan
asbsorbsi atmosfer menggunakan nilai yang meningkat untuk gas-gas di atmosfer, Tso dan Mather
(2009).
Gambar 1. Gambar citra sebelum(kiri) dan sesudah koreksi atmosfer (kanan)
Partikel-partikel di atmosfer ini meningkatkan nilai spektral karena partikel atmosfer memiliki
pantulan lebih tinggi, sehingga keberadaan partikel ini dapat menimbulkan bias.
Radiative transfer model yang digunakan oleh USGS untuk melakukan koreksi atmosferik
(atmospheric correction) adalah:
– 6S simulation model untuk Landsat 4-7 , dan
– Internal algorithm untuk Landsat 8.
3
BAB II
METODE
2.1. Alat dan Bahan
a. Alat
Hardware :
Laptop HP Pavilion dm4
Processor : Intel(R) Core(TM) i5-2450M CPU @ 2.50 GHz
64-bit Operating System
Memory : 4,00 GB RAM
Mouse Logitec M90
Software :
Aplikasi ENVI 5.1
b. Bahan
Bahan yang digunakan dalam praktikum kalibrasi radiometrik ini adalah produk data citra
landsat 8
2.2. Prosedur Praktikum
A. Langkah – langkah praktikum koreksi atmosfer menggunakan metode DOS :
1. Membuka software ENVI 5.1
2. Membuka data Citra yang sudah terkoreksi radiometrik DN Reflectance.
3. Setelah file terbuka , langkah selanjutnya yaitu memilih icon ROI (Region of Interest)
pada window.
4
4. Kemudian membuat bentuk lingkaran dengan menggunakan geometry ellips di lokasi
yang gelap.
Daerah yang telah ditandai dengan ROI setelah di zoom.
5
5. Proses selanjutnya yaitu memilih menu pada toolbox Radiometric Correction Dark
Substraction. Kemudian muncul dialog box Dark Substract Input File.
Pada kotak dialog pilih file autoreflectance1.dat kemudian pilih OK.
6. Selanjutnya muncul dialog box Data Substraction Parameters , Pilih Region Of Interest
kemudian pilih OK.
7. Kemudian dilakukan penyimpanan pada pilihan Choose dan diberi nama file DOS.
6
8. Setelah proses penyimpanan selesai dapat dilakukan perhitungan nilai statistik dengan
menggunakan cara Statistic – Compute Statistic. Pada kotak dialog Compute Statistic
Input File pilih DOS kemudian pilih OK.
9. Setelah proses selesai muncul kotak dialog Compute Statistics Parameters langsung
memilih OK tanpa diganti.
10. Hasil dari perhitungan statistik DOS seperti grafik sebagai berikut dan dilengkapi dengan
nilai dibagian bawahnya.
7
11. Setelah itu memasukkan rumus algoritma melalui cara Band Ratio Band Math.
Kemudian pada kotak dialog Band Math Input File , pilih DOS kemudian muncul
kotakBand Math untuk memasukkan rumus. Rumus Algoritmanya sebagai berikut :
(B1 le 0)*0 + (B1 ge 1)*1 + (B1 gt 0 and B1 lt 1)*float (b1)/1
8
12. Selanjutnya muncul dialog Variables to Band Pairings , jika memilih koreksinya langsung
dari band 1- band 7 maka memilih ‘ Map Variable to Input File ‘ kemudian memilih OK.
13. File akan disimpan dengan nama DOS BM. Proses selama penyimpanan file .
14. Berikut ini merupakan hasil dari DOS BM yang telah dilakukan perhitungan statistik
seperti pada langkah sebelumnya. Didapatkan hasil dengan Nilai Min = 0 dan Nilai Max
= 1 .
9
B. Langkah – langkah praktikum koreksi atmosfer menggunakan metode 6sv :
1. Siapkan terlebih dahulu data-data yang perlu digunakan untuk melakukan koreksi
atmosfer dengan metode 6SV. Data yang diperlukan yaitu:
Month 11
Day 04
Solar Zenith Solar Zenith = 90-sun_elev=90-
65.32096290 = 24,6790371
24.6790371 Solar Azimuth 111.28827544
Sensor Zenith (Roll Angle Metadata) -0.001
Sensor Azimuth 359.87
Sun Elevation Angle 65,3209629
Sun Zenith Angle 24,6790371
Sun Azimuth Angle 111,2882754
CORNER_UL_LAT_PRODUCT -6,18161
CORNER_UL_LON_PRODUCT 112,07196
CORNER_LL_LAT_PRODUCT -8,29526
CORNER_LL_LON_PRODUCT 112,07696
ROLL_ANGLE -0,001
Satelite Zenith Angle -0,001
Dimana:
Data 1-5 dan 7-13 diperoleh dari metadata citranya.
Data 6 diperoleh dari alamat www.wunderground.com, dimana disesuaikan dengan
tanggal perekaman data.
Data 14 diperoleh dari praktikum kedua, yaitu citra hasil kalibrasi radiometrik
menggunakan software Beam Visat.
Solar zenithal angle diperoleh dengan = 90
Sun_Elevation (pada metadata).
Sensor zenithal angle = Roll_Angle (pada metadata).
10
Sensor azimuthal angle diperoleh dengan mencari azimuth dari 2 koordinat yang ada
di metadata.
2. Merubah data dalam bentuk desimal yang diambil dari metadata dengan menggunakan
website : http://www.satsig.net/degrees-minutes-seconds-calculator.htm seperti pada
gambar dibawah ini :
3. Kemudian setelah didapatkan nilainya membuka website :
https://www.fcc.gov/encyclopedia/distance-and-azimuths-between-two-sets-coordinates
untuk menghitung azimuth.
Didapatkanlah azimuth dari LL ke UL.
4. Nilai horisontal Visibility menggunakan data yang didapat dari website
http://www.wunderground.com/ . Tampilannya sebagai berikut :
11
5. Kemudian pada pilihan search dipilih Juanda, Surabaya. Selanjutnya yaitu memilih Full
Forecast kemudian muncul tampilan seperti pada gambar dibawah ini :
6. Mengganti Weather History Date sesuai dengan data tanggal yang terdapat pada
metadata yaitu tanggal 4 November 2014. Informasi yang didapatkan sebagai berikut :
12
7. Untuk data visibility tidak boleh menggunakan data rata- rata melainkan menggunakan
data dimana ketika satelit berada pada pemotretan center time yaitu pada ditunjukkan
pada SCENE_CENTER_TIME = 02:35:58.5046021Z
8. Kemudian dilakukan rata – rata yaitu data diantara pukul 1.30 AM dan 3.00 AM.
Didapatkan rata – rata visibility 6 km.
9. Data rentang band yang akan diproses di dalam 6sv.
Kanal Panjang
Gelombang (μm)
Resolusi
Spasial (m)
Kanal 1 – Pesisir dan
Aeorosol
0.43-0.45 30
Kanal 2 – Biru 0.45-0.51 30
Kanal 3 – Hijau 0.53-0.59 30
Kanal 4 – Merah 0.64-0.67 30
Kanal 5 – Inframerah
Dekat
0.85-0.88 30
Saluran 6 – SWIR 1 1.57-1.65 30
Saluran 7 – SWIR 2 2.11-2.29 30
Setelah mengumpulkan datanya, langkah – langkah melakukan koreksi 6sv sebagai berikut :
1. Membuka website : http://6s.ltdri.org/pages/manual.html , kemudian pilih
Geometrical condition. Pada geometrical condition memilih User’s.
13
2. Akan muncul data – data yang perlu dimasukkan pada tahap pertama dalam
Geometrical conditions . Data – data yang dimasukkan sebagai berikut :
3. Kemudian pada tahap kedua yaitu memasukkan data dari Atmospherical Model .
Data- data yang perlu dimasukkan sebagai berikut :
Select Atmospheric Model dipilih Tropical
Select Aerosol Model dipilih Maritime Model
Pada Atmospheric Condition , Visibility diisi angka 6 berdasarkan data yang berasal
dari wunderground seperti yang telah dijelaskan diatas.
14
4. Selanjutnya pada tahap ketiga memasukkan data dari Target & Sensor Altitude. Data-
data yang perlu dimasukkan sebagai berikut :
Select target altitude dipilih Sea level
Select Sensor altitude dipilih Satellite Level
5. Kemudian pada tahap ke- empat memasukkan data dari Spectral Condition. Data-
data yang perlu dimasukkan sebagai berikut :
Pada Select Spectral Conditions dipilih step by step output with the filter
function=1
Pada select band dipilih tidak memilih pilihan yang ada dan
langsung memilih Submit Query.
15
6. Pada tahap ke – lima memasukkan data dari Ground Reflectance
Pada Ground reflectance type dipilih homogeneous surface
Pada Directional effect dipilih no directional effect
Pada Ground Specify surface reflectance dipilih input constant value of ro
Pada Input constant value for ro 1
16
7. Pada tahap ke- enam memasukkan data dari signal . Data yang dimasukkan yaitu
sebagai berikut :
Pada Atmospheric correction mode dipilih Atmospheric Correction with
Lambertian assumtion selanjutnya melakukan check list pada reflectance dan mengisi
pada kolom isian 0.1 .
8. Pada tahap ke – tujuh merupakan tahap terakhir yaitu menghasilkan hasil output dari
6 tahap yang telah dilakukan.
17
BAB III
HASIL
Hasil dari praktikum ini yaitu perbandingan nilai hasil koreksi atmosfer dengan menggunakan
metode DOS dan metode 6SV. Berikut adalah perbandingan hasilnya:
A. Hasil Metode DOS
Hasil perhitungan Statistik DOS-BM.
18
B. Hasil Metode 6sv
Dari gambar diatas (hasil metode DOS dan hasil metode 6SV), nilai pixel pada koordinat
yang sama (7°9’36” LS dan 112°46’55” BT) dapat dibandingkan seperti berikut:
1. Band 1 Untuk band 1, hasil koreksi atmosfer dengan metode DOS didapat hasil
yaitu sebesar 0.038849, sedangkan dengan metode 6SV didapat hasil sebesar
0.12000662.
2. Band 2 Untuk band 1, hasil koreksi atmosfer dengan metode DOS didapat hasil
yaitu sebesar 0.051353, sedangkan dengan metode 6SV didapat hasil sebesar
0.10892769.
3. Band 3 Untuk band 1, hasil koreksi atmosfer dengan metode DOS didapat hasil
yaitu sebesar 0.080331, sedangkan dengan metode 6SV didapat hasil sebesar
0.13353442.
4. Band 4 Untuk band 1, hasil koreksi atmosfer dengan metode DOS didapat hasil
yaitu sebesar 0.092548, sedangkan dengan metode 6SV didapat hasil sebesar
0.24649464.
5. Band 5 Untuk band 1, hasil koreksi atmosfer dengan metode DOS didapat hasil
yaitu sebesar 0.095405, sedangkan dengan metode 6SV didapat hasil sebesar
0.3908637.
6. Band 6 Untuk band 1, hasil koreksi atmosfer dengan metode DOS didapat hasil
yaitu sebesar 0.093395, sedangkan dengan metode 6SV didapat hasil sebesar
0.15844601.
7. Band 7 Untuk band 1, hasil koreksi atmosfer dengan metode DOS didapat hasil
yaitu sebesar 0.075945, sedangkan dengan metode 6SV didapat hasil sebesar
0.13532293.
19
BAB IV
KESIMPULAN
Proses koreksi atmosfer dapat dilakukan dengan dua metode, yaitu metode
DOS dan metode 6SV. 2. Metode DOS lebih mudah dilakukan,
Citra yang telah terkoreksi dengan metode DOS akan memiliki nilai pixel
minimum 0.000 dan nilai pixel maximum 1.000
Koreksi atmosfer metode DOS lebih mudah dibandingkan dengan koreksi atmosfer dengan
menggunakan 6sv, karena bila menggunakan metode 6SV diperlukan data-data mengenai
kondisi atmosfer pada saat perekaman data citra.
20
DAFTAR PUSTAKA
Jaelani, LM. 2013. Sudut Azimuth dan Zenith Satelit Landsat 8. Diakses dari alamat website :
http://lmjaelani.com/2013/12/kalibrasi-radiometrik-mengubah-digital-number-dn-
ke-radiance-danatau-reflectance/ pada tanggal 3 Oktober 2015 pada pukul 15.28
WIB.
Laili, Nurahida. 2015. Studi Persebaran Terumbu Karang Menggunakan Citra Satelit
Resolusi Tinggi Woldview-2 (Studi Kasus : Perairan Utara PLTU Paiton Kab.
Probolinggo. Tugas Akhir. Surabaya: Institut Teknologi Sepuluh Nopember.
USGS. 2015. Landsat 8 (L80 Data Users Handbook. https://landsat.usgs.gov/documents/
Landsat8DataUsersHandbook.pdf. Diakses pada 2 Oktober 2015
Muhammad, Lalu Jaelani, , Fajar Setiawan, Hendro Wibowo, Apip. 2015. Pemetaan
Distribusi Spasial Konsentrasi Klorofil-A dengan Landsat 8 di Danau Matano dan
Danau Towuti, Sulawesi Selatan. Prosiding. Bogor: Pertemuan Ilmiah Tahunan
Masyarakat Ahli Penginderaan Jauh Indonesia (MAPIN) XX.
Rikiridwana. 2014. Koreksi Atmosfer .Diakses dari alamat website
http://rikiridwana.blogspot.co.id/2014/12/koreksi-atmosferik-bagian-2.html pada
tanggal 23 Oktober 2015 pada pukul 20.40 WIB.
Weather Underground. 2015 . Weather Forecast. Diakses dari website
http://www.wunderground.com/ pada tanggal 23 Oktober 2015 pada pukul
21.18WIB .