Pre Processing Data Dengan Menggunakan PCI Geomatica [PDF]

Citation preview

Pre Processing Data dengan menggunakan PCI Geomatica Pada PCI Geomatica, data citra satelit yang biasanya memiliki format *GeoTiff (*TIF) bisa langsung dilakukan proses import data, merge, dan reproject dalam satu kali proses dengan menggunakan modul Geomatica Focus.



. Gambar 1. Geomatica Toolbar V9.0.0



Import data Format data pada citra satelit (kali ini mengunakan citra satelit Landsat) asli adalah GeoTiff (.tif) untuk tiap band (layer) sedangkan untuk proses selanjutnya format data yang akan digunakan misalnya PCIDSK (.pix) (format data PCI Geomatica), sehingga perlu dilakukan proses importing untuk merubah format data GeoTiff menjadi PCIDSK. Format data PCIDSK memiliki satu kelebihan, yaitu satu-satunya format yang dapat melakukan proses penambahan dan pengurangan layer selain dari original band (yang dihasilkan dari sensor satelit penginderaan jauh) seperti DEM, NDVI, SAVI, TCT, bahkan polarisasi dari citra radar (ALOS PALSAR, RADARSAT, LIDAR, dsb) yang bias sangat membantu dalam proses klasifikasi. Data Merge / Composite bang / Layer stack Data merge merupakan proses penggabungan band-band pada citra remote sensing menjadi satu file, sehingga pada saat proses klasifikasi kombinasi band yang diinginkan dapat disesuaikan dengan mudah untuk membantu mengidentifikasikan objek sesuai dengan karakteristik objek yang bersangkutan dengan cara memunculkan band atau layer yang sensitif terhadap objek tersebut (karena setiap band / layer memiliki karakteristik masing-masing) Reproject Reproject merupakan proses menyamakan sistem proyeksi citra satelit yang akan digunakan. Sistem proyeksi asli dari citra Landsat (saat di download dari USGS) Arif Prasetyo



Departemen Konservasi Sumberdaya Hutan dan Ekowisata Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor [email protected]



Page 1



Pre Processing Data dengan menggunakan PCI Geomatica adalah sistem proyeksi Universal Transverse Mercator (UTM) dengan satuan meter. Sistem koordinat ini kemudian dirubah menjadi sistem koordinat Geography dengan satuan degree melalui proses reproject. Ketiga proses di atas dilakukan menggunakan modul Geomatica Focus



.



1. Buka Geomatica Focus dengan meng-klik Toolbar Focus pada Geomatica Toolbar v.9.0.0, maka tampilan window modul Focus akan muncul. 2. Untuk memulai proses Import data, Data Merge, dan Reproject, pada window modul Focus pilih menu Tools > Data Merge maka akan muncul window Data Merge Wizard.



Gambar 2. Data Merge Tool



3. Untuk memulai proses Data Merge klik button Browse, masukan satu per satu semua band yang akan di-merge (band 1, 2, 3, 4, 5, dan 7). 4. Aktifkan keenam band tersebut kemudian klik button next. Pada tahap ini kita sudah mulai melakukan proses Import dan Reproject.



Arif Prasetyo



Departemen Konservasi Sumberdaya Hutan dan Ekowisata Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor [email protected]



Page 2



Pre Processing Data dengan menggunakan PCI Geomatica



Gambar 3. Input layer / band pada data merge



5. Setup Output  Output File : tulis nama file output dan pilih letak direktori file output,  Output Format : [PIX:PCIDSK].  Geo-referencing Setup : UserEntered, sistem proyeksi Geography dengan memilih scroll bar Long/Lat.  Saat memilih scroll bar Long/Lat, maka otomatis akan muncul window Question pilih button Change Lower Right. Klik button Earth Model lalu pilih menu Ellipsoids > E-012 - WGS 84 > Accept



Gambar 4. Setup Output awal



Arif Prasetyo



Departemen Konservasi Sumberdaya Hutan dan Ekowisata Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor [email protected]



Page 3



Pre Processing Data dengan menggunakan PCI Geomatica



Gambar 6. Elipsoids E012 – WGS 84



6. Ubah ukuran Pixel Size : Pada bagian Resolution aktifkan User-entered kemudian ubah ukuran pixel di bagian pixel size isi dengan angka 0.00027 (dalam derajat atau degree, setara dengan 30m pada resolusi citra Landsat) pada sumbu X dan Y, lalu Next dan Finish



Gambar 7. Setup output akhir Arif Prasetyo



Departemen Konservasi Sumberdaya Hutan dan Ekowisata Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor [email protected]



Page 4



Pre Processing Data dengan menggunakan PCI Geomatica



Gambar 8. Setup output layer



Gambar 9. Processing layer



Arif Prasetyo



Departemen Konservasi Sumberdaya Hutan dan Ekowisata Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor [email protected]



Page 5



Pre Processing Data dengan menggunakan PCI Geomatica ORTHOREKTIFIKASI 1. Buka program PCI Geomatics 9, OrthoEngine.



Gambar 10. OrthoEngine Tools



2. Pilih File > new > akan muncul kotak dialog Project Information Isikan nama project yang akan dibuat. Pada kolom Math Modelling Method > Rational Functions > Accept



Gambar 11. Project Information



Arif Prasetyo



Departemen Konservasi Sumberdaya Hutan dan Ekowisata Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor [email protected]



Page 6



Pre Processing Data dengan menggunakan PCI Geomatica 3. Otomatis akan muncul kotak dialog Set Projection  Output Projection : Long/Lat , Ellipsoid E012 - WGS84  Output Pixel Spacing : 0.00027 (30 meter)  Klik GCP Projection Based on Output Projection > Accept



Gambar 12. Pengaturan Proyeksi



4. Pada Kotak Dialog OrthoEngine Processing Step > Data Input Open a new and or existing image, maka akan muncul kotak dialog open image pilih uncorrected image > new image > pilih image yang akan diorthoretifikasi



Gambar 13. Input Image yang akan diorthoretifikasi



5. Pilih kombinasi band yang akan ditampilkan > load and close



Gambar 14. Kombinasi band Arif Prasetyo



Departemen Konservasi Sumberdaya Hutan dan Ekowisata Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor [email protected]



Page 7



Pre Processing Data dengan menggunakan PCI Geomatica



Gambar 15. Tampilan image yang akan diorthoretifikasi



6. Kembali ke Kotak Dialog OrthoEngine > GCP Collection



Gambar 16. Collect GCPs from geocoded image



Arif Prasetyo



Departemen Konservasi Sumberdaya Hutan dan Ekowisata Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor [email protected]



Page 8



Pre Processing Data dengan menggunakan PCI Geomatica 7. Muncul kotak dialog GCP Collection  Pilih Load Geocoded Image > cari image yang sudah terkoreksi (path row/ lokasi yang sama dengan image 2005 yang sedang diorthoretifikasi).  Pilih kombinasi band untuk image terkoreksi > load and close.



 Select DEM > pilih Layer DEM (layer 7 / 16 bit).



SELECT



Gambar 17. Dialog koleksi titik kontrol lapang, kombinasi band image acuan, dan layar DEM untuk koreksi.



Arif Prasetyo



Departemen Konservasi Sumberdaya Hutan dan Ekowisata Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor [email protected]



Page 9



Pre Processing Data dengan menggunakan PCI Geomatica



Gambar 18. Tampilan Geocoded Image



Gambar 19. Tampilan layar GCP Collection, image yang akan di koreksi radiometri dan image acuannya.



Arif Prasetyo



Departemen Konservasi Sumberdaya Hutan dan Ekowisata Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor [email protected]



Page 10



Pre Processing Data dengan menggunakan PCI Geomatica



8. Input titik GCP. Setiap memasukkan titik, pilih button



dari kedua viewer,



pada GCP Collection pilih Extract Elevation > Accept



Gambar 20. Tampilan titik control lapang / GCP pertama



Gambar 21. Tampilan beberapa titik control lapang / GCP bersama dengan keterangan GCP Collection.



(No. of Calibration = 6), RMS Error lebih kecil lebih baik. Arif Prasetyo



Departemen Konservasi Sumberdaya Hutan dan Ekowisata Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor [email protected]



Page 11



Pre Processing Data dengan menggunakan PCI Geomatica



Gambar 22. Tampilan seluruh titik control lapang / GCP pada viewer dan GCP Collection beserta nilai RMS Errornya.



9. Menuju kembali ke Kotak Dialog OrthoEngine > pilih OrthoEngine  Pilih Schedule ortho generation  Pilih di kolom available image, image yang akan diortho , pindahkan ke image tersebut ke kolom image to process  Pilih directory penyimpanan



Gambar 23. Tahap Ortho Generation Arif Prasetyo



Departemen Konservasi Sumberdaya Hutan dan Ekowisata Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor [email protected]



Page 12



Pre Processing Data dengan menggunakan PCI Geomatica 10. Pilih generate ortho > tunggu process.



Gambar 24. Proses Orthoretifikasi selesai



11. Image telah diorthorektifikasi.



Arif Prasetyo



Departemen Konservasi Sumberdaya Hutan dan Ekowisata Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor [email protected]



Page 13



Pre Processing Data dengan menggunakan PCI Geomatica KOREKSI ATMOSFER Citra penginderaan jauh telah digunakan untuk mengembangkan dan memvalidasi berbagai penelitian tentang dinamika tutupan lahan seperti model karbon global, siklus biogeokimia, pemodelan hidrologi, dan pemodelan dampak dari suatu ekosistem. Namun, sebagian besar citra satelit yang dikumpulkan oleh satelit itu sendiri sebagian besar terkontaminasi oleh efek partikel atmosfer melalui penyerapan dan hamburan dari radiasi dari permukaan bumi. Tujuan dari koreksi atmosfer adalah untuk mengambil angka reflektansi permukaan (yang menjadi ciri khas sifat permukaan) dari citra penginderaan jauh dengan menghapus efek atmosfer. Koreksi atmosfer telah terbukti secara signifikan meningkatkan keakuratan klasifikasi gambar. Koreksi atmosfer dan topografi untuk Citra Satelit (ATCOR) adalah metode yang digunakan untuk mengurangi dan pencahayaan efek atmosfer pada data remote sensing untuk mengambil parameter fisik dari bumi permukaan seperti kondisi atmosfer (emisivitas, temperatur), dan atmosfer sinar panas dan fungsi transmitansi untuk mensimulasikan sifat sederhana dari sebuah penampkan kondisi 3D. Tujuan dari metode ini penting untuk analisis citra lebih lanjut sesuai dengan kegunaannya dalam rangka terutama untuk mereduksi pengaruh bentuk permukaan bumi (flat areas or areas with rugged terrain), atmosfer dan cahaya matahari.



Gambar 25. Contoh Citra sebelum dan setelah koreksi atmosfer (Sumber : http://www.rese.ch) Arif Prasetyo



Departemen Konservasi Sumberdaya Hutan dan Ekowisata Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor [email protected]



Page 14



Pre Processing Data dengan menggunakan PCI Geomatica ATCOR 2 - Koreksi Terrain Flat



Gambar 26. Sketsa skematis komponen radiasi untuk daerah datar (Sumber : http://www.rese.ch)



ATCOR 3 - Dataran Pegunungan / Berbukit



Gambar 27. Sketsa skematis komponen radiasi untuk medan kasar (Sumber : http://www.rese.ch) Arif Prasetyo



Departemen Konservasi Sumberdaya Hutan dan Ekowisata Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor [email protected]



Page 15



Pre Processing Data dengan menggunakan PCI Geomatica ATCOR3 adalah software koreksi atmosfer dan penghapus awan cirus yang digunakan untuk mengoreksi perubahan reflektansi spektral benda-benda di permukaan bumi. ATCOR3 mencakup semua kemampuan ATCOR2 dan dapat diintegrasikan dengan DEM untuk koreksi atmosfer citra yang menggambarkan medan kasar / bertopografi tinggi . Beberapa Fiturnya yaitu : 



Menghasilkan citra satelit yang tajam dan lebih jelas.







Kurangi efek bayangan di medan pegunungan. Dalam tulisan ini, akan dibahas langkah-langkah menggunakan metode ATCOR2



yang terdapat di dalam modul PCI Geomatica. Untuk dapat melakukan hal tersebut, diperlukan beberapa informasi mengenai citra satelit yang akan dikoreksi, yaitu: 1. Tanggal perekaman citra satelit / akuisisi 2. Kondisi atmosfer (atmospheric definition) pada lokasi perekaman citra satelit (biasanya berupa tipe iklim setempat, tropis, daerah 4 musim, dsb) 3. Data kalibrasi (calibration file) untuk sensor yang digunakan dalam perekaman data citra satelit 4. Posisi matahari pada saat perekaman citra satelit yang ditunjukkan dengan parameter sun elevation, solar zenith dan sun azimuth (terdapat di metadata) Langkah – langkah melakukan koreksi atmosfer dengan menggunakan PCI Geomatica a. Membangun model dan Input / import data 1. Aktifkan PCI Modeler melalui Start Menu > PCI Geomatica > Modeler 2. Pilih tool Module Librarian



Gambar 28. Tampilan Modeler PCI Geomatics



Arif Prasetyo



Departemen Konservasi Sumberdaya Hutan dan Ekowisata Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor [email protected]



Page 16



Pre Processing Data dengan menggunakan PCI Geomatica



Gambar 29. Dialog Module Librarian



3. Pilih Find what > cari algoritma/ modul IMPORT untuk memasukkan data yang akan menjadi bahan dalam proses koreksi atmosfer. 4. Add to canvas > klik pada layar Modeler, maka secara otomatis algoritma / modul tersebut akan menempel di layar itu. 5. Lakukan hal serupa untuk algoritma/ modul CLIP, TYPESPLI, MERGE (pipe), dan EXPORT, serta satu Algoritma IMPORT lagi untuk input layer topografi (DEM).



Gambar 29. Modul /algorithma yang digunakan dalam proses koreksi atmosfer



 ATCOR2 : mengkoreksi atmosfer  CLIP : memotong layer DEM  TYPESPLY : memisahkan layer  MERGE (pipe) : mengubungkan modul-modul lewat pipa (pipes)  EXPORT : hasil dari proses koreksi atmosfer Arif Prasetyo



Departemen Konservasi Sumberdaya Hutan dan Ekowisata Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor [email protected]



Page 17



Pre Processing Data dengan menggunakan PCI Geomatica 6. Pada PCI Modeler proses yang akan dilakukan disebut modules, sedangkan penghubung antar proses disebut pipa (pipes). Terdapat dua module (dari IMPORT) yang dihubungkan dalam model tersebut. Module tersebut adalah koreksi atmosferik dan integrasi digital elevation model. IMPORT Citra



pipes



IMPORT DEM Gambar 30. Contoh pipa penghubung antar modul



7. Modul yang dipergunakan untuk memanggil data yang akan diolah disebut modul IMPORT. Modul IMPORT pertama digunakan untuk memanggil data citra satelit yang akan dikoreksi, sedangkan modul IMPORT kedua dipergunakan untuk memanggil data digital elevation model. 8. Klik dua kali modul IMPORT / klik kanan IMPORT > Open MCP. Jendela IMPORT Module control panel akan terbuka.



Gambar 31. IMPORT MCP Arif Prasetyo



Departemen Konservasi Sumberdaya Hutan dan Ekowisata Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor [email protected]



Page 18



Pre Processing Data dengan menggunakan PCI Geomatica 9. Klik tombol Browse dan pilih data citra satelit yang akan dikoreksi. Pada contoh diatas, data yang dipergunakan adalah data citra Landsat ETM-7 dengan nama file p124r064_7t20000405.pix. Aktifkan semua layer yang dibutuhkan dalam kolom Available Layer. Terdapat dua kelompok layer yang dipergunakan, yaitu layer Georeferencing dan layer Rasters. Georeferencing menyimpan informasi georeferensi berupa sistem koordinat, proyeksi, resolusi dan lain-lain. Sedangkan layer Rasters adalah saluran pada citra satelit yang akan dikoreksi. 10. Module IMPORT yang kedua diisi dengan data Digital Elevation Model (DEM) yang akan dipergunakan dalam proses ini. b. Pegaturan modul ATCOR2 Langkah selanjutnya dalam proses koreksi atmosfer adalah pengaturan modul ATCOR2. Perlu disiapkan terlebih dahulu informasi-informasi pendukung sebelum melakukan langkah ini (metadata, standar kalibrasi, dan kondisi iklim daerah setempat). Langkah parameterisasi modul ATCOR adalah sebagai berikut: 1. Open ATCOR2 MCP. Jendela ATCOR2 Module Control Panel seperti pada gambar dibawah ini.



Gambar 32. ATCOR2 MCP Arif Prasetyo



Departemen Konservasi Sumberdaya Hutan dan Ekowisata Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor [email protected]



Page 19



Pre Processing Data dengan menggunakan PCI Geomatica 2. Parameter pertama yang harus didefinisikan adalah parameter Atmospheric Definition. Notasi yang digunakan pada parameter ini adalah _.



Gambar 33. Contoh kode kondisi atmosfir (Sumber PCI Geomatica Help)



3. Contoh penggunaan notasi Atmospheric definition misalnya: rura_dr . Notasi ini



berarti lokasi perekaman satelit adalah daerah rural (bukan daerah perkotaan) dan kondisi atmosfer pada saat perekaman adalah dry (kering). Koreksi atmosfer untuk citra Landsat yang direkam di Indonesia akan menggunakan parameter rura_tr (tropical).



4. Parameter yang harus didefinisikan selanjutnya adalah Calibration file. Calibration file adalah model matematis yang akan digunakan untuk menghitung nilai radiasi yang diterima oleh sensor. Pemilihan model matematis untuk kalibrasi dilakukan berdasarkan jenis sensor yang akan dikoreksi. Calibration file telah disediakan oleh PCI Geomatica, dan dapat di-load dari directory C:\Geomatica_V90\atcor\cal. (Lokasi ini tergantung pada lokasi instalasi perangkat lunak PCI Geomatica).



Arif Prasetyo



Departemen Konservasi Sumberdaya Hutan dan Ekowisata Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor [email protected]



Page 20



Pre Processing Data dengan menggunakan PCI Geomatica Sebagai contoh, calibration file untuk Landsat Thematic Mapper (TM) adalah C:\Geomatica_V90\atcor\cal\landsat4_5\tm_standard.cal. Data kalibrasi untuk masing-masing sensor dapat ditampilkan dengan menggunakan text editor sederhana seperti Notepad/Wordpad. Contoh tampilan calibration file untuk Landat ETM ditujukan pada gambar di bawah ini.



Gambar 34. Standar kalibrasi pada Landsat ETM-7



5. Parameter yang harus di definisikan selanjutnya adalah Sensor type. Parameter ini menentukan jenis sensor yang akan dikalibrasi. 6. Selanjutnya tuliskan saluran yang terdapat apda data pada kolom Input Satellite Bands. Notasi yang digunakan untuk landsat adalah : 1,2,3,4,5,7. Pastikan untuk menggunakan tanda koma dalam memisahkan saluran yang akan dikalibrasi. 7. Pada kolom selanjutnya, tuliskan saluran yang akan di sertakan dalam proses koreksi atmosfer pada kolom Satellite bands to be corrected. Notasi yang digunakan sama dengan kolom Input Satellite Bands. 8. Parameter yang harus didefinisikan berikutnya adalah Solar Zenith Angle. Solar zenith angle adalah sudut maya yang dibentuk oleh posisi matahari dari titik pandang di permukaan bumi terhadap titik nadir (zenith). Solar zenith dan solar azimuth adalah dua parameter utama yang menentukan posisi matahari pada Arif Prasetyo



Departemen Konservasi Sumberdaya Hutan dan Ekowisata Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor [email protected]



Page 21



Pre Processing Data dengan menggunakan PCI Geomatica saat perekaman citra satelit dilakukan. Solar azimuth adalah posisi matahari dihitung secara mendatar dari sumbu utara bumi. Parameter solar azimuth dapat ditemukan pada data pendukung / metadata (header file/file utama) citra Landsat. Sedangkan solar zenith tidak dicantumkan secara eksplisit pada header file Landsat. Data yang dicantumkan adalah parameter sun elevation yang merupakan sudut maya yang dibentuk titik pandang terhadap matahari dan garis mendatar permukaan bumi. Dalam hal ini solar zenith dan sun elevation bersama-sama membentuk sudut siku-siku antara titik nadir dan permukaan bumi. Sehingga solar zenith = 90d-sun elevation.



Gambar 35. Sun Elevation (Sumber :http://www.nasa.gov/)



9. Selanjutnya pada kolom Date of the scene masukkan tanggal perekaman citra satelit dengan notasi . Misalkan sebuah citra satelit direkam pada tanggal 1 Mei 1988, maka notasi yang digunakan adalah 01,05,1989. 10. Klik tombol Accept untuk menyimpan parameterisasi koreksi atmosfer.



Arif Prasetyo



Departemen Konservasi Sumberdaya Hutan dan Ekowisata Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor [email protected]



Page 22



Pre Processing Data dengan menggunakan PCI Geomatica c. CLIP dan TYPESPLIT Untuk CLIP, Input Parameter > Select a file



Gambar 36. CLIP MCP



Sedangkan untuk modul TYPESPLIT > chek list type Raster. d. Esekusi Model Sebelum melakukan esekusi / Run model yang kita buat, koneksikan semua modul seperti gambar dibawah ini, serta isi terlebih dahulu modul EXPORT sesuai dengan lokasi / direktori penyimpanan data dan tipe filenya.



Gambar 36. Running Process dari koreksi atmosfer Arif Prasetyo



Departemen Konservasi Sumberdaya Hutan dan Ekowisata Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor [email protected]



Page 23



Pre Processing Data dengan menggunakan PCI Geomatica Pustaka : PCI Geomatica desktop help http://www.nasa.gov/ http://www.rese.ch



Arif Prasetyo



Departemen Konservasi Sumberdaya Hutan dan Ekowisata Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor [email protected]



Page 24