Sistem
Satelit Landsat
Satelit
Landsat merupakan salah satu satelit sumber daya bumi yang dikembangkan oleh
NASA dan Departemen Dalam Negeri Amerika Serikat. Satelit ini terbagi dalam dua
generasi yakni generasi pertama dan generasi kedua. Generasi pertama adalah
satelit Landsat 1 sampai Landsat 3, generasi ini merupakan satelit percobaan
(eksperimental) sedangkan satelit generasi kedua (Landsat 4 dan Landsat 5)
merupakan satelit operasional (Lindgren, 1985), sedangkan Short (1982)
menamakan sebagai satelit penelitian dan pengembangan (Sutanto, 1994). Satelit
generasi pertama memiliki dua jenis sensor, yaitu penyiam multi spektral (MSS)
dengan empat saluran dan tiga kamera RBV (Return Beam Vidicon).
Satelit
generasi kedua adalah satelit membawa dua jenis sensor yaitu sensor MSS dan
sensor Thematic Mapper (TM). Perubahan tinggi orbit menjadi 705 km dari
permukaan bumi berakibat pada peningkatan resolusi spasial menjadi 30 x30 meter
untuk TM1 - TM5 dan TM7 , TM 6 menjadi 120 x 120 meter. Resolusi temporal
menjadi 16 hari dan perubahan data dari 6 bits (64 tingkatan warna) menjadi 8
bits (256 tingkatan warna). Kelebihan sensor TM adalah menggunakan tujuh
saluran, enam saluran terutama dititikberatkan untuk studi vegetasi dan satu
saluran untuk studi geologi tabel (2.1) Terakhir kalinya akhir era 2000- an
NASA menambahkan penajaman sensor band pankromatik yang ditingkatkan resolusi
spasialnya menjadi 15m x 15m sehingga dengan kombinasi didapatkan citra
komposit dengan resolusi 15m x 15 m.
Contoh
kegunaan band pada sebuah citra:
Gambar.1
Beberapa Jenis Penajaman Terhadap Obyek di Pulau Janda Berhias Batam
Landsat 7 (ETM+ sensor)
|
Wavelength (micrometers)
|
Resolution (meters)
|
Band 1
|
0.45 - 0.515
|
30
|
Band 2
|
0.525 - 0.605
|
30
|
Band 3
|
0.63 - 0.69
|
30
|
Band 4
|
0.75 - 0.90
|
30
|
Band 5
|
1.55 - 1.75
|
30
|
Band 6
|
10.40 - 12.5
|
60
|
Band 7
|
2.09 - 2.35
|
30
|
Pan Band
|
.52 - .90
|
15
|
Citra khususnya landsat , seperti citra
lainnya , tersusun atas beberapa saluran (band), dengan berbasis warna dasar
(Merah, Hijau, Biru), kita bisa mengkombinasikan saluran-saluran tersebut pada
saluran warna dasar, yang nantinya akan menonjolkan informasi tertentu yang
kita inginkan, berikut kombinasi untuk Landsat:
Ü
Kombinasi
321
Kombinasi ini merupakan warna natural
sehingga merupakan pendekatan terbaik untuk melihat realitas lanskap. Saluran 3
mendeteksi penyerapan klorofil, saluran 2 mendeteksi reflektan hijau dari
vegetasi dan saluran 1 cocok untuk penetrasi air, pada perairan jernih bisa
masuk sekitar 25 meter, dengan kata lain kita bisa juga mendeteksi transportasi
sedimen di perairan. Saluran 1 juga membedakan tanah dan vegetasi serta tipe
tipe hutan.
Ü Kombinasi 432
Tipikal kombinasi komposit false color
seperti di foto udara. Saluran 4 mendeteksi puncak pantulan dari vegetasi, juga
membedakan tipe vegetasi, selain itu membedakan tanah dan perairan. Kombinasi
ini menampilkan vegetasi berwarna merah, merah yang lebih terang menandakan
vegetasi yang lebih dewasa. Tanah dengan sedikit atau tanpa vegetasi antara
putih (pasir atau garam) sampai hijau atau coklat tergantung kelembapan dan
kandungan organik. Air nampak biru, perairan jernih akan terlihat biru gelap
atau hitam sedangkan perairan dangkal atau air dengan konsentrasi sedimen
tinggi akan nampak biru muda. Area permukiman berwarna biru kecoklatan .
Ü Kombinasi 453
Saluran 5 sensitif akan variasi kandungan
air, vegetasi berdaun banyak dan kelembapan tanah. Saluran ini mencirikan
tingkat penyerapan air yang tinggi, sehingga memungkinkan deteksi lapisan air
yang tipis (kurang dari 1 cm). Variasi dari kandungan Fe2O3 pada
batuan dan tanah dapat dideteksi, pantulan yang tinggi berarti kandungan yang
banyak. Pada kombinasi ini, vegetasi berwarna kemerahan, ketika tanaman
mempunyai kondisi kelembapan yang sedikit rendah, tingkat pantulan saluran 5
relatif tinggi, yang berarti semakin banyak warna hijau, sehingga menghasilkan
warna oranye. Hijau akan semakin mendominasi ketika pantulan vegetasi semakin
rendah di VNIR dan meninggi di SWIR. tanah tanpa vegetasi dan area permukiman
akan nampak biru kecoklatan.
Ü Kombinasi 742
Vegetasi memperlihatkan variasi kehijauan
dikarenakan saluran 4 direpresentasikan dengan warna hijau. Saluran 7 sensitif
terhadap variasi kelembapan dan khususnya mendeteksi mineral hidro pada setting
geologi, contohnya lempung. Saluran ini dapat membedakan berbagai macam batuan
dan tipe mineral. Perbedaan asal usul dari berbagai tipe batuan
direpresentasikan dengan warna merah menuju oranye dan juga warna yang lebih
terang pada warna biru dapat memberikan informasi kepada kita mengenai tanah.
Dibandingkan saluran infra merah lainnya, saluran 7 sangat sensitif terhadap
radiasi pancaran sehingga dapat mendeteksi sumber panas. Titik hijau terang
mengindikasikan vegetasi dan perairan nampak berwarna biru gelap atau hitam.
Daerah permukiman berwarna biru gelap atau pink.
Ü Kombinasi
4.5.1
Vegetasi sehat terlihat kemerahan, coklat,
oranye dan kuning. Tanah mungkin hijau dan coklat, pemukiman putih, cyan, dan
abu-abu, biru terang merepresentasikan area yang dibersihkan dari vegetasi dan
area kemerahan merupakan vegetasi yang baru tumbuh, atau padang rumput yang
jarang. Perairan yang jernih dan dalam akan berwarna hitam, jika perairan
dangkal atau mengandung sedimen maka akan terlihat kebiruan atau biru terang.
Untuk studi vegetasi, adanya saluran IR menengah menambah sensitifitas untuk
mendeteksi variasi tahap pertumbuhan vegetasi, tetapi interpretasi harus
hati-hati jika akuisisi data bertepatan dengan hujan. Saluran 4 dan 5
menunjukkan pantulan tinggi untuk area vegetasi sehat. Kombinasi ini sangat
berguna untuk membandingkan area terendam dan are bervegetasi merah dengan
warna yang berkaitan di saluran 3.2.1 untuk menjamin interpretasi yang benar.
Kombinasi ini tidak bagus untuk studi fitur budaya seperti jalan dan landasan
pacu.
Ü Kombinasi
7.5.3
Kombinasi ini memberikan pembawaan warna
seperti natural dan juga kemampuan penetrasi partikel atmosfer, asap dan kabut.
Vegetasi tampak kehitaman dan hijau muda ketika musim tumbuh, permukiman
berwarna putih, abu-abu, cyan, atau ungu. pasir, tanah dan mineral terlihat
dalam berbagai variasi warna. Penyerapan hampir semua di IR menengah adalah di
air, es, dan salju memberikan kita batas yang jelas akan garis pantai dan
perairan. Salju dan es terlihat biru gelap, dan air berwarna hitam atau biru
gelap. Permukaan panas seperti kebakaran hutan dan kaldera gunung api menyerap
IR menengah dan terlihat bernuansa merah atau kuning. Aplikasi untuk kombinasi
ini adalah monitoring kebakaran hutan. Selama musim pertumbuhan vegetasi muda,
kombinasi 7.4.2 harus diganti dengan kombinasi ini. Area tergenang banjir akan
terlihat biru tua atau hitam, dibandingkan kombinasi 3.2.1 yang memperlihatkan
area terendam dangkal sebagai abu-abu dan sulit dibedakan.
Ü Kombinasi
5.4.3
Kombinasi ini memberikan pengguna banyak
informasi dan kontras warna. Vegetasi sehat berwarna hijau terang, dan tanah
berwarna ungu muda. Kombinasi ini menggunakan saluran 5 yang memberikan kita
informasi agrikultur. Kombinasi ini memberikan kita informasi berguna mengenai
vegetasi, dan banyak digunakan pada aplikasi manajemen kayu dan serangan hama.
Ü Kombinasi
5.4.1
Mirp dengan kombinasi 7.4.2, vegetasi
sehat akan berwarna hijau terang, kecuali kombinasi 5.4.1 yang lebih baik untuk
studi agrikultur
Ü Kombinasi
7.5.4
Kombinasi ini tidak melibatkan saluran
visibel, memberikan kita penetrasi atmosfer yang terbaik. Pesisir dan garis
pantai terdefinisikan dengan baik. Dapat digunakan untuk mencari karakteristik
tekstural dan kelembapan tanah. Vegetasi terlihat biru. Jika berkeinginan untuk
melihat vegetasi sebagai hijau maka kombinasi 7.4.5 dapat sebagai pengganti.
Kombinasi ini dapat berguna untuk studi geologi.
Ü Kombinasi
3.5.1
Kombinasi ini memperlihatkan tekstur
topografi sedangkan kombinasi 7.3.1 dapat membedakan jenis batuan.
Tipe Penutup Lahan
|
Kombinasi Saluran Spektral
|
Perairan
|
Band 1, 4 & 7 / Band 1, 2
& 3
|
Permukiman
|
Band 1,4 & 7
|
Pertanian
|
Band 1, 2 & 3
|
Hutan
|
Band 1, 4 & 7
|
Garam
|
Band 1, 2 & 3
|
Sisa Vegetasi
|
Band 1, 4 & 7
|
Vegetasi teririgasi
|
Band 1, 4 & 7
|
Tabel 1 Saluran Citra
Landsat TM
Saluran
|
Kisaran
Gelombang (µm) |
Kegunaan Utama
|
1
|
0,45 – 0,52
|
Penetrasi tubuh air, analisis
penggunaan lahan, tanah, dan vegetasi. Pembedaan vegetasi dan lahan.
|
2
|
0,52 – 0,60
|
Pengamatan puncak pantulan
vegetasi pada saluran hijau yang terletak diantara dua saluran penyerapan.
Pengamatan ini dimaksudkan untuk membedakan jenis vegetasi dan untuk
membedakan tanaman sehat terhadap tanaman yang tidak sehat
|
3
|
0,63 – 0,69
|
Saluran terpenting untuk
membedakan jenis vegetasi. Saluran ini terletak pada salah satu daerah
penyerapan klorofil
|
4
|
0,76 – 0,90
|
Saluran yang peka terhadap
biomasa vegetasi. Juga untuk identifikasi jenis tanaman. Memudahkan pembedaan
tanah dan tanaman serta lahan dan air.
|
5
|
1,55 – 1,75
|
Saluran penting untuk pembedaan
jenis tanaman, kandungan air pada tanaman, kondisi kelembapan tanah.
|
6
|
2,08 – 2,35
|
Untuk membedakan formasi batuan
dan untuk pemetaan hidrotermal.
|
7
|
10,40 – 12,50
|
Klasifikasi vegetasi, analisis
gangguan vegetasi. Pembedaan kelembapan tanah, dan keperluan lain yang
berhubungan dengan gejala termal.
|
8
|
Pankromatik
|
Studi kota, penajaman batas
linier, analisis tata ruang
|
Sumber : Lillesand dan Kiefer, 1979 dengan
modifikasi)
Karakteristik
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).
Penggabungan
citra
Secara
sederhana penggabungan citra secara definisi ada 3, yaitu :
a. Fusion
adalah penggabungan antara dua citra atau lebih yang dijadikan menjadi suatu
citra yang baru dengan menggunakan beberapa algoritma tertentu.
b. Merging
adalah penggabungan dengan pemahaman bahwa dua citra atau lebih yang dijadikan
satu dengan teknik penajaman dan penormalan citra tertentu.
c. Combination
adalah penggabungan beberapa band dalam suatu citra multi untuk suatu tujuan
tertentu.
Data
Data yang
digunakan adalah citra multispektral Landsat 7 ETM tanggal 19 Agustus 2000
path/row 116/066 dengan citra pankromatik SPOT 2 tanggal 10 Agustus 2007
Knum/Jnum 303/366 serta citra SPOT 4 tanggal 29 Juli 2007. Area studi ini
terletak pada batas geografi 8º09’11,79” – 8 º 12’40,3” LS dan 115 º 26’16,89”
-115 º 30’10,3” BT.
Landsat
7
Citra multi
spektral Landsat dengan resolusi spasial 30m memiliki beberapa band yang
karakteristiknya berbeda-beda:
1. Band 1 0.45 – 0.52 mm: Band biru ini memiliki
informasi yang tinggi terhadap tubuh air jadi sangat sesuai untuk penggunaan
lahan, tanah dan vegetasi.
2. Band 2 0.52 - 0.60 mm: Band hijau ini memiliki
informasi mengenai vegetasi selain cocok untuk penggunaan lahan, jalan dan air
namun sesuai pula untuk diskriminasi dan assesmen vegetasi. Dimana
tanaman-tanaman yang kurang sehat dapat diketahui karena absorbsi cahaya merah
oleh klorofil menurun atau refleksi pada daerah merah naik sehingga menyebabkan
daun berwarna kuning
3. Band 3 0.63 – 0.69 mm: Band merah ini memiliki
informasi mengenai perbedaan antara vegetasi dan non vegetasi, misalnya dapat
dilihat adanya perbedaan antara vegetasi dengan tanah khususnya pada daerah
urban.
4. Band 4 0.76 – 0.90 mm: Band inframerah dekat
ini memiliki informasi mengenai varietas tanam-tanaman serta adanya perbedaan
antara unsur air dengan unsur tanah, oleh karena itu dapat dilihat garis pantai
dengan jelas.
5. Band 5 1.55 – 1.75 mm: Band inframerah
gelombang pendek ini memiliki informasi mengenai perbedaan warna antara tanah
terbuka dengan objek-objek lain. Band ini sesuai untuk studi kandungan air
tanah, air pada tanam-tanaman, formasi batu-batuan dan geologi pada umumnya
6. Band 6 10.40 -12.50 mm: Band inframerah
thermal ini memiliki informasi tentang studi kandungan air tanah, serta dapat
membedakan kelembaban tanah dan fenomena-fenomena thermal.
7. Band 7 2.08 – 2.35 mm: Band inframerah
gelombang pendek ini memiliki informasi mengenai tanah terbuka sama halnya
dengan band 5 akan tetapi lebih mengacu pada studi geologi maupun formasi
batu-batuan.
8. Sedangkan untuk band 8 atau sering disebut band
pankromatik memilki resolusi spasial 15m. Citra Landsat yang digunakan dalam
penelitian ini adalah citra Landsat ortho 14,25m dimana sudah digabungkan
antara multispektral dengan pankromatiknya serta kombinasi band yang digunakan
hanya band 7, 4 dan 2.
SPOT
Untuk citra
SPOT-4 yang menggunakan empat kanal spektral resolusi spasial 20m dan panjang
gelombang yang berbeda-beda yaitu Band 1 pada jangkauan 0.50 - 0.59 mm,
Band 2 pada 0.61 - 0.68 mm, Band 3 pada 0.78 - 0.89 mm, dan Band 4
pada inframerah gelombang pendek (Short Wave Infrared) 1.58 - 1.75 mm.
Citra pankromatik SPOT-4 direkam menggunakan panjang gelombang tampak
(0,51-0,71 mm) dengan resolusi spasial 10m, sedangkan untuk citra SPOT-2
menggunakan tiga kanal spektral sama yaitu band 1, 2 dan 3, dimana citra
pankromatik SPOT-2 direkam menggunakan panjang gelombang tampak
(0,49-0,73 mm) dengan resolusi spasial 10m. 6)
Metoda
penggabungan
Menggabungkan
resolusi citra multi spektral Landsat dengan citra pankromatik SPOT dilakukan
dengan metode tranformasi Brovey (menormalkan warna). Sebelum proses
penggabungan dilakukan terlebih dahulu koreksi geometri terhadap SPOT dengan
mengacu pada citra Landsat yang sudah terorthorektifikasi. Pengambilan titik
kontrol tanah (Ground Control Point) berdasarkan pada analisa citra, maksudnya
pengambilan secara acak berdasarkan obyek yang terlihat dimana posisi obyek
tidak berubah (misal bangunan, bahu jalan, persimpangan, garis pantai, delta
sungai, dan obyek lainnya yang tidak memiliki perubahan signifikan) pada kedua
citra yang akan di sesuaikan (superimposed), akan tetapi pengambilan titik ini
akan sulit ditentukan karena skala area yang dipilih tidak terlalu besar.
Posisi titik tersebut diambil berdasarkan obyek yang terlihat pada skala
1:33.204.
Pada tahap
penyesuaian dapat dilakukan pengambilan citra dengan mayoritas area permukaan
tanahnya cukup rata sehingga sebagian kecil saja daerah yang memiliki tingkat
ketinggian yang berbeda seperti lembah, bukit atau gunung. Setelah dilakukan
koreksi geometrik kemudian akan diambil kombinasi band 742 dari citra Landsat,
kombinasi band 742 ini memang sesuai dengan identifikasi penutup lahan.
Sedangkan untuk citra SPOT yang diambil hanya band pankromatiknya saja karena
band tersebut akan digunakan untuk menajamkan batas-batas penutup lahan secara
spasial pada citra Landsat.
Setelah
mendapatkan kedua citra tersebut kemudian dapat kita gabungkan dengan
menggunakan Software ER Mapper 7.0, software ini memiliki resolution merge
algorithm yang dapat menggabungkan antara citra multispektral landsat ortho
resolusi spasial 14,25m dengan pankromatik SPOT resolusi 10m
Kesimpuan
Dari hasil
penggabungan citra dapat disimpulkan bahwa :
1. Alasan menggunakan citra Landsat 5 karena citra
terbaru akan lebih mudah didapatkan serta menghindari adanya perbedan waktu
perekaman. Selain itu perbedaan resolusi spasial dapat di restorasi lebih baik
dengan menggunakan metode penggabungan ini.
2. Adanya teknik-teknik gabungan lainnya (misal
algoritma yang ada pada ER Mapper atau software pengolahan lainnya) dapat
digunakan untuk mengoptimalkan kualitas dari citra yang digabungkan.
3. Penggabungan antara citra resolusi tinggi (misal
foto udara, ikonos atau quickbird) dengan citra multispektral (seperti SPOT
atau Landsat) dapat digunakan sebagai pendukung dalam delineasi tutupan lahan.
4. Penggunaan alternatif citra lainnya seperti citra
ALOS
