Pengolahan Data Citra Satelit LANDSAT TMETM+ Estimasi Suhu Permukaan Citra

Terdapat dua jenis tipe LANDSAT diantaranya, LANDSAT TM Thematic Mapper, yaitu satelit yang dapat digunakan untuk memantau sumberdaya alam, yang pada awalnya digunakan dalam bidang geologi umum, namun berkembang pesat dan dapat diaplikasi pada bidang selain geologi, sedangkan modifikasi dari LANDSAT TM dengan seri baru yang dikeluarkan pada tahun 1999 hingga sekarang yaitu LANDSAT ETM+ Enhanced Thematic Mapper Plus yang mempunyai 8 kanal dengan tambahan 1 kanal pankromatik Effendy, 2007. Citra LANDSAT TMETM+ memiliki masing-masing kanal yang dibedakan berdasarkan sensor panjang gelombangnya. Kanal 1, 2, dan 3 merupakan kanal dengan sensor panjang gelombang cahaya tampak. Kanal 4, 5, 6, dan 7 merupakan kanal dengan sensor panjang gelombang inframerah dekat, inframerah tengah, inframerah, dan inframerah jauh. Kanal 8 merupakan kanal dengan sensor panjang gelombang cahaya tampak hanya hijau dan merah dan inframerah dekat. Kanal 1, 2, 3, 4, 5, dan 7 memiliki resolusi spasial 30 x 30 m, kanal 6 memiliki resolusi spasial 60 x 60 m, sedangkan kanal 8 memiliki resolusi spasial 15 x 15 m Lillesand dan Kiefer 1997. Kanal yang digunakan untuk mengklasifikasi penutupan lahan pada penelitian ini yaitu kanal 5, 4, dan 2 atau kanal RGB, kanal ini memiliki keunggulan dalam mendeteksi tanaman, membedakan batas tanaman, daratan, awan, dan air. Dengan rentang nilai kanal 2 0.52 - 0.60 µm, kanal 4 0.76 - 0.90 µm, dan kanal 5 1.55 - 1.75 µm. Dan untuk analisis suhu permukaan menggunakan kanal thermal yaitu kanal 6 dengan rentan panjang gelombang 10.40 - 12.50 µm yang dapat mencari lokasi geothermal, mengukur tingkat stres tanaman, kebakaran, kelembaban, dan gejala lain yang berhubungan dengan panas Lillesand dan Kiefer 1997.

III. METODOLOGI

3.1 Waktu dan Tempat

Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Februari s.d. Juni 2011, dengan tahapan : turun lapang di wilayah DKI Jakarta, pencarian data, dan pengolahan data.

3.2 Alat dan Bahan

Alat yang digunakan adalah Global Positioning System GPS, kamera digital, seperangkat komputer yang dilengkapi dengan perangkat lunak Er Mapper, Arc View, MS. Office, dan beberapa perangkat penunjang lainnya. Adapun bahan-bahan yang digunakan adalah sebagai berikut: a. Citra satelit LANDSAT TMETM + wilayah DKI Jakarta dan sekitarnya Pathrow 122064 tanggal akuisisi, 30 Juli 1992, 12 Juli 1997, 19 Agustus 1999, 14 September 2000, 15 Juli 2001, 21 Juni 2004 dan 18 Mei 2006. Sumber : BTIC-BIOTROP dan USGS Glovis b. Peta spasial administrasi DKI Jakarta Sumber : Bakosurtanal. c. Data suhu udara o C dan CH mm DKI Jakarta pada tahun 2009 Sumber : BMKG.

3.3 Metode Penelitian

3.3.1 Pengolahan Data Citra Satelit LANDSAT TMETM+ a. Koreksi Geometrik Koreksi geometrik dilakukan untuk menghilangkan kesalahan pada koordinat sistem bumi yang sebenarnya. Salah satu cara untuk mengkoreksi distorsi geometrik ini adalah dengan menggunakan titik – titik kontrol tanah GCP yang sudah diketahui koordinatnya Lillesand dan Kiefer 1997. Dalam penelitian ini, dilakukan koreksi geometrik dari citra ke citra image to image rectification. b. Cropping Pemotongan citra cropping dilakukan untuk menentukan batas daerah kajian dengan pertimbangan bahwa daerah studi tidak meliputi seluruh daerah pada citra lebih menspesifikasikan wilayah yang dikaji Lillesand dan Kiefer 1997. c. Klasifikasi Klasifikasi dilakukan untuk memproses suatu piksel dari citra yang mempunyai penampakan spektral yang sama yang akan diidentifikasikan atau membedakan macam- macam objek yang terdapat dalam citra, dan mengelompokkan objek-objek ke dalam karakteristik tertentu sesuai dengan hasil citra sebenarnya Lillesand dan Kiefer 1997. Dalam studi ini dilakukan klasifikasi terbimbing supervised classification, yaitu penelitian dilakukan terjun langsung ke lapang, dengan training area untuk mengetahui perubahan penutupan lahan baik secara langsung maupun historis pada wilayah yang dikaji.

3.3.2 Estimasi Suhu Permukaan Citra

Satelit LANDSAT TMETM+. Suhu permukaan merupakan suhu terluar pada lapisan permukaan suatu objek. Suatu objek mempunyai suhu permukaan yang berbeda-beda bergantung dari sifat fisik objek tersebut dalam menyerap panas. Sifat fisis obyek tersebut diantaranya : emisivitas, kapasitas panas jenis dan konduktivitas thermal Lillesand dan Kiefer 1997. Estimasi suhu permukaan dalam citra satelit LANDSAT TMETM +, menggunakan kanal enam sebagai kanal thermal infrared yaitu pada kisaran panjang gelombang 10.40 s.d 12.50 µm, dengan tahapan sebagai berikut : a. Mengkonversi Digital Number DN ke nilai Spectral Radiance L λ . Dalam mengkonversi Digital Number DN ke nilai Spectral Radiance, menggunakan persamaan sebagai berikut USGS 2002, L λ = L max λ – L min λ xQCAL max - QCAL min + L min λ QCAL max - QCAL min ................................................................ 1 Keterangan: L λ = Spectral radiance pada kanal ke- i Wm -2 sr -1 µm -1 QCAL = Nilai digital number kanal ke- i L min λ = Nilai minimum spectral radiance kanal ke- i L max λ = Nilai maksimum spectral radiance kanal ke-i QCAL min = Minimum pixel value 1 LPGS Products 0 NLAPS Products QCAL max = Maksimum pixel value 255 b. Mengkonversi nilai Spectral Radiance L λ ke Brightness Suhu T B . Dalam Mengkonversi nilai Spectral Radiance L λ ke Brightness Suhu T B , persamaan yang digunakan yaitu persamaan Planck sebagai berikut USGS 2002: T B = K 2 ............................................... 2 In K 1 + 1 L λ Keterangan : T B = suhu kecerahan Kelvin K 1 = 666.09 Wm -2 sr -1 µm -1 LANDSAT ETM+ K 1 = 607.76 Wm -2 sr -1 µm -1 LANDSAT TM K 2 = 1282.71 Kelvin LANDSAT ETM+ K 2 = 1260.56 Kelvin LANDSAT TM L λ = 17.04255 DN Radiance W m -2 sr - 1 µm -1 c. Mengkonversi Brightness Suhu T B ke suhu permukaan Ts. Dalam mengkonversi Brightness Suhu T B ke suhu permukaan Ts, dilakukan koreksi emisivitas dengan menggunakan persamaan sebagai berikut Weng 2001 : Ts koreksi = T B ........................... 3 1 + λT B In ε ∂ Keterangan : T B = Suhu kecerahan Kelvin λ = Panjang gelombang dari radiasi yang dipancarkan sebesar 11.5 µm ∂ = hcσ 1.438 x 10 -2 mK h = Konstanta Planck’s 6.26 x 10 -34 Js c = Kecepatan cahaya 2.998 x 10 8 s -1 σ = Konstanta Stefan Boltzmans 1.38 x 10 -23 JK -1 ε = Nilai emisivitas Nilai ε dalam persamaan ini ditentukan untuk vegetasi sebesar 0.96, untuk non vegetasi sebesar 0.92, dan badan air sebesar 0.98 Weng 2001. Tahapan penelitian secara umum disajikan dalam bentuk diagram alir pada gambar berikut, Gambar 4 Diagram alir penelitian Korelasi RTH Ts RTH Klasifikasi Supervised Citra LANDSAT TMETM + Cropping Koreksi geometrik Kanal 6 Kanal 5,4,2 Suhu Permukaan Ts

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN