Home > Geomatika, Penginderaan Jauh > Koreksi Geometrik

Koreksi Geometrik


Koreksi Geometrik

Data asli hasil rekaman sensor pada satelit maupun pesawat terbang merupakan representasi dari bentuk permukaan bumi yang tidak beraturan. Meskipun kelihatannya merupakan daerah yang datar, tetapi area yang direkam sesungguhnya mengandung kesalahan (distorsi) yang diakibatkan oleh pengaruh kelengkungan bumi dan atau oleh sensor itu sendiri. Kesalahan-keslahan tersebut terdiri dari:

  1. Kesalahan Internal yang disebabkan oleh konfigurasi sensor yaitu:
    1. Pembelokan arah penyinaran.
    2. Abrasi sub-sistem optic.
    3.  Scanning system tidak linier.
  2. Keslahan Eksternal, yaitu:
    1. Perubahan ketingian wahan dan satelit.
    2. Perubahan posisi wahana terhadap objek.
    3. Rotasi bumi.
    4. Kelengkungan bumi.

Rektifikasi adalah suatu proses melakukan transformasi data dari satu sistem grid menggunakan suatu transformasi geometrik. Oleh karena posisi piksel pada citra output tidak sama dengan posisi piksel input (aslinya) maka piksel-piksel yang digunakan untuk mengisi citra yang baru harus di-resampling kembali. Resampling adalah suatu proses melakukan ekstrapolasi nilai data untuk piksel-piksel pada sistem grid yang baru dari nilai piksel citra aslinya.
Proyeksi peta

Sebelum melakukan koreksi geometrik, analis harus memahami terlebih dahulu tentang sistem proyeksi peta. Untuk menyajikan posisi planimetris ada sejumlah sistem proyeksi. Untuk Indonesia, sistem proyeksi yang digunakan adalah sistem proyeksi UTM (Universal Tranverse Mercator) dengan datum DGN-95 (Datum Geodesi Nasional). Untuk tingkat internasional, DGN-95 sesungguhnya sama dengan WGS84, sehingga penggunaan WGS84 sama dengan DGN-95. Masing-masing sistem proyeksi sangat terkait dengan system koordinat
Registrasi

Dalam beberapa kasus, yang dibutuhkan adalah penyamaan posisi antara satu citra dengan citra lainnya dengan mengabaikan sistem koordinat dari citra yang bersangkutan. Penyamaan posisi ini kebanyakan dimaksudkan agar posisi piksel yang sama dapat dibandingkan. Dalam hal ini penyamaan posisi citra satu dengan citra lainnya untuk lokasi yang sama sering disebut dengan registrasi. Dibandingkan dengan rektifikasi, registrasi ini tidak melakukan transformasi ke suatu koordinat sistem.

Georeferensi

Georeferensi adalah suatu proses memberikan koordinat peta pada citra yang sesungguhnya sudah planimetris. Sebagai contoh, pemberian sistem koordinat suatu peta hasil dijitasi peta atau hasil scanning citra. Hasil dijitasi atau hasil scanning tersebut sesungguhnya sudah datar (planimetri), hanya saja belum mempunyai koordinat peta yang benar. Dalam hal ini, koreksi geometrik sesungguhnya melibatkan proses georeferensi karena semua sistem proyeksi sangat terkait dengan koordinat peta.

Registrasi citra-ke-citra melibatkan proses georeferensi apabila citra acuannya sudah digeoreferensi. Oleh karena itu, georeferensi semata-mata merubah sistem koordinat peta dalam file citra, sedangkan grid dalam citra tidak berubah.

Koreksi geometrik mutlak dilakukan apabila posisi citra akan disesuaikan atau ditumpangsusunkan dengan peta-peta atau citra lainnya yang mempunyai sistem proyeksi peta. Ada beberapa alasan atau pertimbangan, kenapa perlu melakukan rektifikasi, diantaranya adalah untuk:
1. Membandingkan 2 citra atau lebih untuk lokasi tertentu
2. Membangun SIG dan melakukan pemodelan spasial
3. Meletakkan lokasi-lokasi pengambilan “training area” sebelum melakukan klasifikasi
4. Membuat peta dengan skala yang teliti
5. Melakukan overlay (tumpang susun) citra dengan data-data spasial lainnya
6. Membandingkan citra dengan data spasial lainnya yang mempunyai skala yang berbeda.
7. Membuat mozaik citra
8. Melakukan analisis yang memerlukan lokasi geografis dengan presisi yang tepat.

Koreksi Radiometrik

Koreksi radiometri ditujukan untuk memperbaiki nilai piksel supaya sesuai dengan yang seharusnya yang biasanya mempertimbangkan faktor gangguan atmosfer sebagai sumber kesalahan utama. Efek atmosfer menyebabkan nilai pantulan obyek dipermukaan bumi yang terekam oleh sensor menjadi bukan merupakan nilai aslinya, tetapi menjadi lebih besar oleh karena adanya hamburan atau lebih kecil karena proses serapan. Metode-metode yang sering digunakan untuk menghilangkan efek atmosfer antara lain metode pergeseran histogram (histogram adjustment), metode regresi dan metode kalibrasi bayangan. (Projo Danoedoro, 1996).

Metode yang digunakan dalam pelatihan ini adalah metode penyesuaian histogram. Pemilihan metode ini dilandasi oleh alasan bahwa metode ini cukup sederhana, waktu yang digunakan untuk pemrosesan lebih singkat dan tidak memerlukan perhitungan matematis yang rumit. Asumsi dari metode ini adalah dalam proses koding digital oleh sensor, obyek yang memberikan respon spektral yang paling rendah seharusnya bernilai 0. Apabila nilai ini ternyata melebihi angka 0 maka nilai tersebut dihitung sebagai offset dan koreksi dilakukan dengan mengurangi seluruh nilai pada saluran tersebut dengan offset-nya.

Prosedur dan Metode Koreksi Geometrik

Kesalahan sistematik:

  1. Kesalahan yang diperkirakan sebelumnya :gerak rotasi bumi, kelengkungan permukaan Bumi.
  2. Besar kesalahan konstan.
  3. Dikoreksi dengan metode sistematik, yaitu metode untuk menghilangkan mengurangi atau mengeliminir kesalahan geometrik sistematik dengan model matematika yang sesuai kesalahannya.

Metode Koreksi Sistematik:

  1. Bersifat konstan.
  2. Menerapkan rumus yang diturunkan dari model matematik atas sumber distorsi atau menggunakan data referensi geometrik yg diukur dari distorsi sensor, misal geometri lensa kamera diberikan dengan kalibrasi panjang fokus, koordinat fiducial mark dapat digunakan persamaan colinearitas.
  3. Koreksi tangen scanner mekanis optis dengan sistem koreksi.

Metode Koreksi Non-Sistematik:

  1. Koreksi distorsi acak.
  2. Menerapkan rumus polynomial dari sistem koordinat geografis ke koordinat citra yg ditentukan dengan GCP.
  3. Proses koreksi dengan meletakkan sejumlah titik ikat medan yg ditempatkan sesuai dengan koordinat citra (lajur, baris) dan koordinat peta (lintang, bujur).
  4. Nilai koordinat digunakan untuk analisis kuadrat terkecil guna menentukan koefisien untuk persamaan transformasi yangg menghubungkan koordinat citra dan koordinat geografis.
  5. Akurasi tinggi pada orde polinomial, jumlah dan distribusi GCP.

Prosedur Koreksi Geometrik

  1. Memilih metode, dilakukan setelah mengetahui distorsi geometrik dan tersedianya data referensi.
  2. Penentuan parameter, menggunakan parameter kalibrasi atau titik kontrol tanah.
  3. Cek akurasi dilakukan dengan verifikasi atau validasi.
  4. Interpolasi dan resampling untuk mendapatkan citra geocoded yg akurat.

Ground Control Point

GCP atau Titik Kontrol Bumi dapat didefinisikan sebagai sebuah titik di permukaan bumi yang diketahui lokasinya (misal: koordinatnya telah ada) yang digunakan sebagai sumber georeferensi data citra, seperti citra penginderaan jauh atau peta scan. Titik kontrol lapangan (GCP) adalah suatu titik-titik yang letaknya pada suatu posisi piksel suatu citra yang koordinat petanya (referensinya) diketahui. GCP terdiri atas sepasang koordinat x dan y, yang terdiri atas koordinat sumber dan koordinat referensi. Koordinat-koordinat tersebut tidak dibatasi oleh adanya koordinat peta. Secara teoretis, jumlah minimum GCP yang harus dibuat adalah :

Jumlah minimum GCP = (t+1) (t+2)/2; dimana t=orde

GCP merupakan pasangan-pasangan titik pada citra awal (belum terkoreksi) dan referensi (peta, citra terkoreksi) untuk memperbaiki distorsi sistemik pada citra awal. Objek-objek yang dapat digunakan GCP adalah objek yang sama pada citra mentah maupun referensi. GCP idealnya diletakkan pada jalan, sungai, garis pantai, teluk, tanjung, atau kenampakan pada permukaan bumi lainnya yang dapat dikenali dengan kemungkinan perubahan yang relatif lambat/tetap. Penentuan titik GCP diusahakan menyebar pada posisi terluar dari citra yang akan dilakukan koreksi geometri.

Ketelitian Koreksi Geometrik

Pengecekan akurasi dimaksudkan untuk menguji model transformasi yang digunakan untuk koreksi citra. Jumlah titik kontrol diambil sebanyak mungkin setidaknya lebih dari jumlah parameter yang belum diketahui pada rumus transformasi yang digunakan. Jadi bila dalam proses transformasi affine polinomial orde 1 terdapat n parameter tidak diketahui maka sebaiknya jumlah titik GCP yang dipakai adalah n + 1. Demikian pula untuk penempatan GCP, sebaiknya menyebar di seluruh permukaan citra dan tidak mengelompok. Akurasi koreksi gometrik disajikan dalam bentuk standar deviasi (RMSE, Root Mean Square Error). Standar deviasi didefinisikan sebagai kuadrat-akar rata-rata aritmatika jumlah kuadrat error. Kuadrat dari standar deviasi (σ2) disebut dengan varian atau ‘mean square error dan konsekunsinya, kerapkali disamakan arti dengan Root Mean Square Error (RMSE). Jadi dari pengertian diatas dapat dijelaskan bahwa:

dimana v hasil pengamatan residu

n adalah jumlah persamaan

u atau nilai 1 adalah jumlah  parameter

Catatan :

Nilai t (true value), tidak diketahui.

dimana ε adalah nilai error

 n adalah jumlah persamaan

Catatan :

Nilai t (true value), diketahui.

Ketelitian dalam proses koreksi geometrik adalah 1 pixel. Jika data yang dipergunakan adalah citra satelit Landsat maka kesalahan terbesar yang masih diterima adalah 30 m

  1. November 13, 2011 at 7:47 pm

    thanks… ini sangat membantu…

  2. April 12, 2013 at 9:03 am

    Nice info gan, sangat membantu dalam belajar koreksi citra

  3. October 14, 2015 at 6:14 am

    Terimakasih, bermanfaar sekali.🙂

  1. No trackbacks yet.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: