Laporan Praktikum Koreksi Atmosfer (1)

KOREKSI ATMOSFERIK CITRA LANDSAT 7 MENGGUNAKAN SOFTWARE
PCI GEOMATIKA 2014

LAPORAN
Dibuat untuk Memenuhi Tugas Praktikum Mata Kuliah
GD4104 – Penginderaan Jauh Lingkungan

Asisten :
Muhammad Taufik, S.T.

Oleh:
Sahat Jeriko Pardede

15112003

Daniel Arianto T.

15112016

Aris Stiawan


15112018

Dirga Prana Tarigan

15112055

PROGRAM STUDI TEKNIK GEODESI DAN GEOMATIKA
FAKULTAS ILMU DAN TEKNOLOGI KEBUMIAN
INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG
2015

ABSTRAK

Penginderaan jauh merupakan pengukuran atau perolehan informasi dari beberapa sifat
objek atau fenomena, dengan menggunakan alat perekam yang secara fisik tidak terjadi
kontak langsung dengan objek atau fenomena yang dikaji (American Society of
Photogrammetry).

Instrumen


yang

digunakan

untuk

akuisisi

data

umumnya

menggunakan satelit penginderaan jauh, seperti satelit Landsat-7. Citra dari Landsat-7
ini masih mengandung beberapa kesalahan, diantaranya adalah kesalahan radiometrik.
Kesalahan radiometrik adalah kesalahan perekaman nilai pantulan sinar matahari akibat
faktor atmosfer, kerusakan sensor, arah dan intensitas cahaya matahari, pengaruh
topografi, dan lain- lain. Efek dari kesalahan ini membuat nilai piksel yang ditampilkan
oleh citra satelit bukanlah nilai murni pantulan yang sebenarnya, akan tetapi nilai
pantulan yang dipengaruhi kesalahan radiometrik (Andree Ekadinata et al, 2008: 48).
Kesalahan radiometrik dapat dihilangkan dengan melakukan koreksi radiometrik.

Koreksi radiometrik dilakukan untuk memperbaiki kualitas visual dan memperbaiki
nilai- nilai pixel yang tidak sesuai dengan nilai pantulan atau pancaran spektral objek
yang sebenarnya (Risti Arhatin, 2010: 9). Koreksi radiometrik meliputi kalibrasi
radimetrik dan koreksi atmosferik untuk mereduksi tutupan awan pada area pengamatan.
Koreksi atmosferik dapat dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak pengolah
data citra satelit seperti PCI Geomatika 2014.

BAB 1
PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang

Seiring dengan berkembangnya teknologi, informasi mengenai permukaan bumi dapat
dilakukan dengan jarak jauh (alat tertentu) tanpa kontak langsung terhadap obyek,
wilayah, atau gejala yang dikaji. Penggunaan sensor radiasi elektromagnetik untuk
merekam gambar lingkungan bumi dapat diinterpretasikan menjadi informasi yang
berguna. Fenomena ini disebut dengan penginderaan jauh (remote sensing).


Pada umumnya teknik penginderaan jauh menggunakan alat berupa satelit penginderaan
jauh dalam proses akuisisi data, seperti Landsat-7 dengan data berupa citra satelit. Satelit
Landsat-7 diluncurkan pada tanggal 15 April 1999. Awalnya disebut Landsat data
Continuity Mission (LDCM), itu adalah sebuah kolaborasi antara NASA dan Geological
Survey Amerika Serikat (USGS). NASA Goddard Space Flight Center yang
menyediakan pengembangan, rekayasa sistem misi, dan akuisisi kendaraan peluncuran
sementara USGS disediakan untuk pengembangan sistem darat dan akan melakukan
operasi misi terus-menerus. Selama 108 hari pertama di orbit, LDCM menjalani
checkout dan verifikasi oleh NASA dan pada 30 Mei 2013 operasi dipindahkan dari
NASA ke USGS ketika LDCM secara resmi berganti nama menjadi Landsat 8. Untuk
menganalisis informasi yang didapat, penggunaan perangkat lunak (software) berperan
penting dalam penyempurnaan data yang ingin disampaikan ke masyarakat luas. Salah
satu software yang sering dan mudah digunakan ialah PCI Geomatika 2014. PCI
Geomatika 2014 merupakan software pengolah data penginderaan jauh yang dibuat oleh
PCI Geomatics, tujuan utama dibuatnya software ini adalah untuk mempercepat proses
pengolahan data citra penginderaan jauh dan mempermudah pengguna dalam
menganalisis hasil dari pengolahan citra tersebut. PCI Geomatika ini dapat digunakan
pada berbagai bidang, seperti pendidikan, komersial, bahkan keperluan militer.

1.2


Rumusan Masalah

Dari latar belakang yang telah dikemukakan diatas, maka dapat ditarik beberapa
rumusan masalah, yaitu:
1. Bagaimana cara melakukan koreksi atmosferik mnggunakan software PCI
Geomatika 2014?
2. Bagaimana perbandingan hasil citra yang telah dikoreksi atmosferik dengan citra
yang belum dikoreksi atmosferik?
1.3

Tujuan

Tujuan dari praktikum kali ini adalah :
1. Mengetahui cara melakukan koreksi atmosferik mnggunakan software PCI
Geomatika 2014.
2. Mengetahui perbedaan hasil citra yang telah dikoreksi atmosferik dengan citra
yang belum dikoreksi atmosferik.
1.4


Metodologi

1.4.1

Alat dan Bahan
Pada praktikum mata kuliah GD4104 – Pengindraan Jauh Lingkungan kali ini
menggunakan perangkat keras komputer dengan perangkat lunak PCI Geomatika
2014, dan data citra satelit yang kam gunakan adalah citra satelit Landsat-7
wilayah Jawa Timur.

1.4.2

Langkah Kerja

Citra Satelit
Landsat-7

Buka PCI
Geomatika 2014


Open FIle

Koreksi Atmosferik
pada Menu Analysis

Citra Satelit
Landsat-7 yang
Sudah terkoreksi

BAB 2
PENGOLAHAN DATA DAN HASIL

2.1
1.

Pengolahan Data
Buka software PCI Geomatika 2014, hingga muncul tampilan seperti berikut, pilih
menu Focus sehingga akan muncul kotak kerja seperti dibawah ini

Gambar 1. Tampilan awal software PCI Geomatika

2.

Pilih menu Tools, lalu pilih Algoritma Librarian, sehingga akan muncul kotak
dialog seperti di bawah, kemudian klik Find dan centang pada “Match algorithm
description using any keyword”, kemudian tuliskan “Landsat” pada kolom Find
What, lalu klik Find Next dan pilih CDLAND7.

Gambar 2. Menu Tools

Gambar 3. Kotak Dialog Algoritma Librarian
3.

Kemudian muncul kotak dialog CDLAND7 Module Control Panel pada menu File
pada Output centang pada kotak “viewer grayscale” dan kotak lokasi software PCI
Geomatika 2014 di instal. Kemudian tentukan tempat menyimpan output dari citra
yang akan diolah dengan klik Browse.

Gambar 4. Kotak dialog CDLAND7 Module Control Panel bagian File

4.


Kemudian pada menu Input Params 1 pilih file (citra saltelit) yang akan diolah
dengan format .tiff dan pada kolom CD Onput Layer(s) List (Max. 16) isikan
1,2,3,4,5,7 yang merupakan urutan Band yang akan dimasukkan, kemudian klik
Run.

Gambar 5. Kotak dialog CDLAND7 Module Control Panel bagian Input Params 1

5.

Kemudian akan muncul citra yang akan diolah

Gambar 6. Citra Satelit Landsat-7 yang akan dikoreksi atmosferik

6.

Kemudian pada menu Analysis pilih Atmospheric Correction dan pilih ATCOR
Ground Reflectance, seperti gambar dibawah

Gambar 7. Menu Analysis


Gambar 8. Kotak Dialog Atmospheric Correction

Pada kotak dialog Atmospheric Correction terdapat menu ATCOR – Ground
Reflectance dan pilih Sensor and Image Setting, kemudian masukkan file hasil proses
sebelumnya, setelah file dimasukkan pada kolom Sensor Information akan terisi secara
otomatis, kemudian tentukan lokasi penyimpanan dari hasil Atmospheric Correction.
Dan klik Next.

Gambar 9. Kotak Dialog Atmospheric Correction bagian Sensor and Image Setting
7.

Selanjutnya adalah bagian Haze and Cloud Masking, isi kolom pada Cloud
Masking, Water Masking dan Haze Removal sesuai dengan keadaan dari citra
satelit, biasanya terisi secara otomatis. Kemudian klik Next

Gambar 10. Kotak Dialog Atmospheric Correction bagian Haze and Cloud Masking
8.

Selanjutnya adalah menu Illumination Condition, isilah informasi ketinggian satelit

pada waktu akuisisi data, kemudian klik Next. Maka akan ke menu Visibility and
Ground Reflectance, kemudian klik Run. Sehingga citra akan diproses oleh
software untuk dikoreksi atmosferik. Tunggu sampai proses selesai kemudian pada
kotak kerja Focus citra yang telah terkoreksi atmosferik secara otomatis akan
ditampilkan.

Gambar 11. Kotak Dialog Atmospheric Correction bagian Illumination Condition

2.2

Hasil Pengolahan Data

Berikut adalah tampilan dari citra satelit sebelum dan sesudah koreksi atmosferik
menggunakan software PCI Geomatika 2014 :

Gambar 12. Citra Satelit Sebelum Koreksi Amosferik

Gambar 13. Citra Satelit Setelah Koreksi Amosferik

BAB 3
ANALISIS DAN KESIMPULAN

3.1

Analisis

Atmosfer memancarkan radiasi kearah atas (sesuai dengan hukum Planck) sebagai
fungsi dari suhu pada ketinggian yang berbeda. Total energi yang diterima oleh sensor
merupakan integrasi dari ‘view path’ setiap kontribusi ketinggian.

Penghapusan pengaruh atmosfer merupakan langkah penting dalam pra-pengolahan
analisis citra dari hasil reflektansi permukaan. Sifat atmosfer seperti jumlah uap air,
distribusi aerosol, dan visibilitas pada citra harus diketahui sedangkan pengukuran
langsung sifat-sifat atmosfer tidak tersedia, maka harus dikoreksi dari citra itu sendiri.
Khususnya citra memiliki informasi spektral (pixel) yang dapat mengukur efek
penyerapan uap air di atmosfer. Sifat atmosfer ini digunakan untuk membatasi model
citra yang akurat berdasarkan pancaran radiasi atmosfer untuk menghasilkan perkiraan
reflektansi permukaan bumi sebenarnya.

Koreksi atmosferik menggunakan software PCI Geomatica 2014 memakai algoritma
ATCOR (ATmospheric CORrection) yang bekerja menggunakan katalog fungsi koreksi
atmosfer (MODTRAN-2 dan SENSAT-5) disimpan dalam tabel look-up. Katalog
tersebut terdiri dari profil ketinggian yang berbeda tekanan, suhu udara, dan
kelembaban; beberapa jenis aerosol; ketinggian tanah dari 0-1,5 km di atas permukaan
laut; sudut zenith matahari mulai dari 0 ° sampai 70 °). Katalog ini berfungsi untuk
mendefinisikan target (vegetasi gelap, padat atau air), kabut, dan awan. Citra dapat
dibagi menjadi subimage, yang disebut sektor.

Pengerjaan dilakukan secara otomatis dalam menghitung visibilitas di daerah-daerah
yang mengandung referensi piksel. Fase ini memilih salah satu dari katalog atmosfer
yang tersedia dalam katalog, yaitu profil ketinggian tekanan, suhu dan kelembaban serta
jenis aerosol. Visibilitas diperoleh dengan cara mencocokkan DN dalam model saluran
spektral target reflektansi yang diketahui

ke daerah-daerah non-referensi (belum

diketahui). Langkah kedua adalah penghapusan kabut berdasarkan statistik pencocokan
histogram pada daerah kabut dari bagian yang tampak dari cuplikan citra untuk masingmasing sektor dan setiap band. Langkah terakhir adalah perhitungan gambar reflektansi
tanah termasuk koreksi adjacency, dan perhitungan kecerahan tanah.

3.2

Kesimpulan

Koreksi atmosferik sebuah citra satelit, pada praktikum ini menggunakan citra satelit
Landsat-7 dapat dilakukan menggunakan software PCI Geomatika 2014 dengan
langkah-langkah yang telah dijelaskan pada Bab 2. Setelah dilakukan koreksi atmosferik
dapat diketahui perbedaan dari kedua citra yang terletak pada ketajaman dari citra
tersebut. Citra yang telah dikoreksi memiliki intensitas awan yang lebih sedikit sehingga
memperjelas tampilan dari citra tersebut. Namun koreksi atmosferik tidak dapat
menghilangkan semua awan dari citra, hanya awan yang relatif yang tereduksi.

3.3

Saran

Saran yang dapat kami berikan untuk mendapatkan perbedaan yang signifikan antara
citra asli dan citra terkoreksi sebaiknya citra asli dipilih hanya di area dengan intensitas
awan yang tinggi.

DAFTAR PUSTAKA
Budi H. A. 2005. Materi Kuliah Penginderaan Jauh. ITB
http://www.exelisvis.com/docs/AboutAtmosphericCorrectionModule.html
Levin, Noam. 1999. Fundamental of Remote Sensing. Italy