Thursday, August 28, 2008

PENGGABUNGAN CITRA (IMAGE FUSION) DAN KOMPOSIT WARNA ALAMI PADA CITRA SPOT5\HRG

 


 


Tulisan ini saya tulis berdasarkan pengalaman saya ketika melakukan penelitian tugas akhir S1 di Kabupaten Kulonprogo Provinsi Daerah Istimewa Yogyakarta menggunakan citra SPOT5\HRG.

Penggabungan citra/image fusion merupakan salah satu teknik pemrosesan citra digital yang banyak mendapat perhatian dalam dunia penginderaan jauh. Ini dikarenakan image fusion dapat mengakomodasi kebutuhan citra resolusi tinggi tanpa harus mengusahakan sistem pencitraan dengan resolving power yang tinggi, sehingga dapat menghemat banyak waktu dan biaya. Terlebih kebanyakan sensor-sensor pada satelit sumberdaya alam modern (Landsat 7 ETM+, IKONOS, QUICKBIRD, IRS series, SPOT 1-5, ALOS AVNIR-2/PRISM, Orbview dll) sekarang ini dapat beroperasi pada mode multispectral dan pankromatik secara simultan, sehingga citra dari kedua mode dapat difusikan untuk memperoleh citra sintesis yang mengintegrasikan kelebihan spectral citra multispectral dan kelebihan spasial citra pankromatik. Secara sederhana image fusion dapat didefinisikan sebagai upaya penggabungan dua atau lebih citra yang berbeda dari segi resolusi (terutama spasial, spectral, temporal) ataupun dari segi sistem (optic, SAR) untuk menghasilkan citra baru yang mengintegrasikan kelebihan-kelebihan dari citra asal. Salah satu bagian dari image fusion adalah pan-sharpening atau penajaman citra multispectral dengan menggunakan detil spasial dari citra pankromatik.


Instrumen HRG pada satelit SPOT-5 (sebagaimana instrument pada satelit sumberdayaalam modern yang lain) mampu merekam permukaan bumi pada mode multispectral dengan resolusi spasial 10 meter dan mode pankromatik dengan resolusi spasial 2,5 meter. Salah satu kelemahan dari citra multispectral SPOT (sebagaimana ASTER) adalah tidak dapat memberikan komposit warna alami/natural color composite sebagaimana komposit 321 pada Landsat TM/ETM, IKONOS, Quickbird, dan ALOS AVNIR-2. Hal ini dikarenakan instrument HRG tidak merekam pada spectrum biru (0,4-0,5 nm). Dengan memanfaatkan citra pankromatik yang direkam pada spectrum hijau-merah (0,5-0,7 nm) dan transformasi HSV/IHS (Hue Saturation Value/Intensity Hue saturation), komposit warna alami citra multispectral SPOT5 dan sekaligus resolusi spasialnya dipertajam (dari 10 ke 2,5 meter) dapat diperoleh, sebagaimana nampak pada gambar


 



 


 


 


 


 


 


 


Adapun prosedur yang saya lakukan untuk memperoleh citra turunan dapat dilihat pada diagram alir di bawah. Keseluruhan tahapan pemrosesan citra menggunakan software ITTVIS ENVI 4.3 yang sudah mendukung format standar SPOT5 (DIMAP format).




 


 


 


 


 


 







Adapun dapat diperolehnya efek warna alami pada citra turunan dapat dijelaskan sebagai berikut. Komposit warna yang dipilih sebelum transformasi adalah komposit 432/SWIR-NIR-Red. Karakteristik spectral obyek pada komposit 432 adalah vegetasi berwarna hijau cerah tersaturasi sebagai akibat pantulan yang tinggi pada saluran 3, tanah kering berwana coklat cerah sebagai akibat pantulan yang tinggi pada saluran 3 dan 4, obyek air dan tanah lembab berwarna biru gelap sebagai akibat pantulan yang rendah pada saluran 3 dan 4. Ketika transformasi dilakukan, komponen RGB kemudian dipecah menjadi komponen HIS (gambar 3). Citra pankromatik kemudian dinjeksikan sebagai pengganti komponen intensitas, yang dilanjutkan dengan transformasi balik ke bidang RGB untuk memperoleh citra output. Injeksi saluran pankromatik ini yang menyebabkan munculnya efek warna alami pada citra turunan. Penyebabnya adalah perbedaan karakteristik spectral antara komponen intensitas pada komposit 432 dan citra pankromatik. Komponen intensitas pada komposit 432 mempunyai karakteristik spectral berupa nilai kecerahan yang tinggi pada obyek vegetasi dan tanah kering (pengaruh saluran 3 dan 4) namun sebaliknya pada citra pankromatik sebagai akibat kepekaan spectral yang hanya sampai saluran merah (Gambar 4). Untuk obyek air dan tanah lembab, nilai kecerahannya rendah pada komponen intensitas komposit 432 (serapan yang tinggi pada saluran 3 dan 4), namun relative tinggi pada citra pankromatik (akibat pantulan yang cukup tinggi pada spectrum hijau). Akibatnya,ketika penggantian komponen dilakukan, warna vegetasi di normalisasi sebagai akibat penurunan nilai intensitas menghasilkan warna hijau daun (sebagaimana mata kita mengenali warna daun). Sedangkan warna air di normalisasi mendekati warna air alami sebagai akibat naiknya nilai intensitas.


 



Gambar 3



 


 


 


 


 


 


 


Gambar 4



Sanggahan, kritik, saran, masukan, pertanyaan, koreksi   sangat diharapkan dan dipersilahkan

Thursday, August 21, 2008

FW Tools.... Perpustakaan Data Spasial

Bagi anda2 yang bergelut dengan ilmu2 kebumian, tentunya anda sering menggunakan citra penginderaan jauh sebagai salah satu sumber data spasial dan GIS sebagai alat analisis data. Dengan semakin berkembanganya teknologi dan juga industrialisasi RS/GIS, saat ini telah bermunculan berbagai macam software RS/GIS dengan berbagai macam format data spasial. Jumlah format data spasial yang ada saat ini konon katanya mencapai ratusan. Dalam berbagai pekerjaan, saya (dan juga anda mungkin) pernah dan sering dipusingkan dengan masalah konversi data spasial, terutama jika anda memerlukan lintas software untuk menyelesaikan pekerjaan anda, atau anada mempunyai data yang formatnya tidak didukung software yang anda gunakan. Untuk itu, anda akan sangat merasakan sekali kegunaan spatial data translator/library. Spatial data translator adalah software RS/GIS yang didesain terutama nutuk keperluan konversi data spasial. Sejauh yang saya ketahui, ada dua software spatial data translator yang banyak digunakan. Yang pertama adalah SAFE FME dari Safe software (www.safe.com). FME dapat mensupport lebih dari 200 format data (raster dan vektor). walaupun kemampuannya sangat handal , FME termasuk dalam kategori shareware, sehingga anda harus membeli lisensinya untuk dapat menggunakan secara permanen dan tanpa limitasi. Software yang kedua adalah FWTools. Berbeda dengan FME, FWTools termasuk dalam kategori freeware/open source, sehingga anda dapat menggunakannya secara cuma2. FWTools dibuat oleh Frank Warmerdam dengan menggunakan bahasa Phyton. FWTools versi terbaru (2.2.1) dapat didowload dari situs www.fwtools.maptools.org . Bagi anda2 yang sering menggunakan GDAL untuk konversi data, ada baiknya anda mencoba FwTools ini karen software ini termasuk salah satu yang mengimplementasikan GDAL paling sempurna dengan GUI yang mudah dipahami.

GUI GDAL Export/Import Tool pada FWTools


Bagi saya pribadi, FWTools ini merupakan dewa penyelamat, karena saya termasuk fans berat ILWIS. Sebagaimana yang kita ketahui bersama, ILWIS versi terbaru (3.4 Open source) tidak lagi mengimplementasikan PCI geogateway dalam modul import/exportnya, implementasi GDAL pun kurang sempurna, sehingga modul import/export ILWIS 3.4 terdegradasi cukup parah jika dibandingkan versi sebelumnya (3.3 Academic). Adanya FWTools ini menyelamatkan saya karena software ini dapat melakukan import/export dari format ILWIS 2.x dan 3.x ke format lain, bahkan yang tidak didukung oleh versi 3.3. Academic seperti JP2, ESRI GRID, ERDAS IMAGINE, dll.

FWTools = Cool.

Thanks, respect and salute to Mr Frank Warmerdam and all RS/GIS Software engineer/developer for their incredible works, so my spatial analysis can be done without having problem with legality