Wednesday, December 4, 2013

Membuat Peta Surface Temperature dari Data Thermal Landsat 8 Menggunakan ENVI 5 (tanpa Atmospheric Correction)

Sensor Landsat TM (Landsat 5), ETM+ (Landsat 7) dan TIRS (Landsat 8) mampu merekam data radiansi panas permukaan bumi pada spektrum inframerah termal. Informasi radiansi panas pada spektrum thermal sangat dipengaruhi oleh suhu permukaan dan emisivitas obyek.  Makin tinggi temperatur suatu obyek, makin tinggi intensitas radiansinya. Informasi radiansi ditangkap sensor termal dan disimpan dalam bentuk digital number (DN) dengan range 0 sampe 255 (8bit) untuk data TM/ETM+ dan 0 sampai 65536 a. (16 bit) untuk data TIRS.

Dengan demikian, maka DN diatas memungkinkan untuk dikonversi menjadi peta suhu permukaan. Tahapan yang dilakukan antara lain, mengubah DN menjadi nilai radiansi, mengaplikasikan koreksi atmosferik (later), mengkonversi radiansi ke temperatur permukaan, dan terakhir mengkonversi temperatur permukaan dari satuan kelvin ke satuan celcius.

Berikut ini contoh penerapan ekstraksi temperatur permukaan menggunakan software ENVI 5.0 service pack 3 yang sudah mendukung citra Landsat 8

1. Download data landsat 8 dari portal EarthExplorer atau Glovis.
2. Data hasil download file Tar.GZ yang harus diuncompress dua kali, uncompress pertama menghasilkan file TAR, dan yang kedua menghasilkan file - file citra Landsat 8 per band disertai metadata pendukung.



3. Dari menu ENVI 5. Klik File>Open As>Landsat>Geotiff With Metadata. Kemudian pilih file metadata dalam format TXT. 



4. Data citra akan ditampilkan secara layak (proper) beserta penamaan band, parameter koreksi, dan juga informasi proyeksi (seperti gambar di bawah). Kalau file citra di buka secara manual (tidak mengikuti langkah 3), biasanya metadata citra tidak akan terbaca dengan sempurna. 


5. Tahapan pertama dari ekstraksi temperatur permukaan adalah mengubah data citra dari DN ke brightness temperature. Dari menu toolbox ENVI di panel kanan pilih Radiometric Correction>Radiometric Calibration. Kemudian pilih Band Thermal dari Sensor TIRS (ada 2 Band). 



6. Dari menu dropdown, pilih Brightness Temperature, kemudian pilihan lain sama dengan gambar di bawah. Lanjutkan dengan menentukan lokasi penyimpanan data. Kemudian Klik OK. 



7. Hasil Surface Temperature dalam satuan Kelvin akan ditampilkan. 



8. Tahap terakhir adalah mengkonversi satuan suhu dari Kelvin menjadi celcius. Proses ini dapat dilakukan dengan mudah menggunakan Band Math. Konversi Kelvin menjadi Celcius dapat menggunakan rumus (K-273), dimana K adalah suhu dalam Kelvin. Band Math di ENVI 5 dapat diakses dari Menu Toolbox>Band Ratio>Band Math. 


9. Berikut ini Hasil Peta Surface Brightness Temperature dalam satuan Celcius.



Note : 

1. Proses diatas dilakukan tanpa koreksi atmosfer. Untuk estimasi yang lebih akurat, koreksi atmosfer mungkin perlu dilakukan ( dont worry I will repost this tutorial along with the atmospheric correction later)

2. Untuk pemahaman yang lebih baik baik tentang thermal remote sensing, radiasi benda hitam, emisivitas, dll, silahkan baca link ini