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 :

http://www.satsig.net/degrees-minutes-seconds-calculator.htm

https://www.fcc.gov/encyclopedia/distance-and-azimuths-between-two-sets-coordinates

http://www.wunderground.com/

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.

http://6s.ltdri.org/pages/manual.html

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.



0.10892769.



0.13353442.



0.24649464.



0.3908637.



0.15844601.



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 .

http://lmjaelani.com/2015/01/sudut-azimuth-dan-zenith-satelit-landsat-8/

http://lmjaelani.com/2013/12/kalibrasi-radiometrik-mengubah-digital-number-dn-ke-radiance-danatau-reflectance/

http://lmjaelani.com/2013/12/kalibrasi-radiometrik-mengubah-digital-number-dn-ke-radiance-danatau-reflectance/

http://rikiridwana.blogspot.co.id/2014/12/koreksi-atmosferik-bagian-2.html

http://www.wunderground.com/

penginderaan jauh terapan

Documents

mohammad luay murtadlo

ibu cherie bhekti pribadi

kehadirat allah swt

mahasiswa teknik geomatika

koreksi radiometrik

berharap semoga laporan

3512100068 dosen pembimbing

penulisan laporan