Kombinasi Band dalam Citra Landsat dan Kegunaannya
Dalam Pengolahan Citra Digital, dikenal istilah kombinasi saluran (band). Istilah tersebut akan dibahas dalam blog ini sebagai bentuk tugas I Praktikum Pengolahan Citra Digital
Kombinasi Band dalam Citra Landsat dan Kegunaannya
Satelit Landsat merupakan salah satu satelit sumber daya bumi yang dikembangkan oleh NASA dan Departemen Dalam Negeri Amerika Serikat.
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.
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)
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).
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.
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.
Untuk
memudahkan dalam melihat serta menganalisa wilayah yang akan dikaji
maka perlu dilakukan penggabungan tiga band (saluran) dari citra satelit
Landsat. Penggabungan saluran ini menggunakan format RGB (Red Green
Blue) yang nantinya bisa menghasilkan gambar “true color” atau “false
color”.
True
color adalah gambar yang dihasilkan dari penggabungan band yang
hasilnya memiliki warna yang sama dengan yang dilihat mata manusia.
Kombinasi yang digunakan untuk menghasilkan image true color adalah RGB (3,2,1).
Sedangkan
gambar false color adalah gambar yang dihasilkan dari penggabungan band
yang hasilnya memiliki warna berbeda dengan yang dilihat mata manusia,
hal ini disebabkan penggunaan inframerah dalam kombinasi RGB.
Dari
kombinasi-kombinasi yang menghasilkan gambar dengan warna yang berbeda
ini dapat mempermudah dalam proses klasifikasi tutupan dan penggunaan
lahan yang akan dilakukan. Contohnya pada saat ingin mengetahui daerah
yang memiliki vegetasi maka bisa digunakan kombinasi RGB (541). Dari
kombinasi tersebut akan menampakkan warna hijau sebagai daerah vegetasi.
Berikut adalah beberapa kombinasi band yang digunakan dalam mendeteksi
jenis tutupan lahan yang ada pada citra satelit yang digunakan serta
penggunaanya untuk pendeteksian tutupan lahan tertentu:
Tabel: Kombinasi Band Serta Penggunaannya
Kombinasi (RGB)
|
Pendeteksian
|
R = 4; G = 3; B = 2
|
Vegetasi
|
R = 7; G = 3; B = 1
|
Pemukiman
|
R = 3; G = 2; B = 1
|
Lahan terbuka
|
R = 4; G = 5; B = 7
|
Air
|
R = 1; G = 3; B = 5
|
Awan
|
Kegunaan
Kombinasi Band dalam Citra Landsat salah satunya adalah untuk
mendeskripsikan kelas tutupan lahan dengan metode perancangan sebagai
berikut
Gambar: Langkah-langkah Mendeskripsikan Kelas Tutupan Lahan
Gambar: Gambaran Umum dan Cara Kerja Kegunaan Kombinasi Band untuk Mendeskripsikan Tutupan Lahan
Berikut penjelasan gambar diatas:
Proses
awal yang harus dilakukan adalah menentukan training piksel untuk tiap
kategori tutupan lahan (bagian B). Proses ini bertujuan menentukan acuan
untuk pemrosesan piksel lain saat proses klasifikasi. Dalam proses ini
juga dilakukan pemberian simbol warna untuk tiap kelas tutupan lahan
agar lebih mudah dalam membaca hasil yang diperoleh nantinya. Setelah
itu akan diperoleh deskripsi tutupan lahan dengan nama tutupan lahan dan
tampilan citra landsat (kombinasi band 432) sebagai berikut.
Tabel: Simbol Warna Tutupan Lahan
Gambar: Proses Penentuan Training PixelTiap Kategori Tutupan Lahan
Dari
proses tersebut akan diperoleh jumlah piksel yang digunakan sebagai
training pixel untuk setiap jenis kategori tutupan lahan yang akan
digunakan.
Tabel: Jumlah Piksel dalam Training Pixel untuk Tiap Kategori Tutupan Lahan
Kombinasi Band Untuk
Pengenalan Obyek di Landsat
By Banata,
on April 15th, 2013
Hallo semua, untuk kesempatan kali ini kita akan membahas mengenai
Landsat, produk citra yang sangat populer, banyak dipakai, mungkin karena
gratis jadi bisa didapatkan dengan mudah yah
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
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.
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 .
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.
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.
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.
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.
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.
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
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.
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
|
DAFTAR PUSTAKA
Tim Penyusun Spatial Database Analysis Facilities (SDAF). 2013.
Laboratorium
Analisis Lingkungan Dan Permodelan Spasial Departemen Konservasi
Sumberdaya Hutan Dan Ekowisata Fakultas Kehutanan Institut Pertanian
Bogor.
Handayani, Tuti. dkk. 2013.
Modul Praktikum Mahasiswa Membuat Peta Dijital dengan ArcView GIS 3.x. Departemen Geografi FMIPA UI