citra ASTER dan SRTM

PRAKTIKUM APLIKASI SISTEM INFORMASI GEOGRAFI LAPORAN PRAKTIKUM 3 “CITRA ASTER DAN SRTM”

OLEH FRINILA JENISA (14136055)

JURUSAN GEOGRAFI FAKULTAS ILMU SOSIAL UNIVERSITAS NEGERI PADANG 2016

PRAKTIKUM 3 CITRA ASTER DAN SRTM TUJUAN 1. Mahasiswa dapat mengenal Citra ASTER dan SRTM 2. Mahasiswa dapat melakukan analisis Citra ASTER dan SRTM dengan software ArcGIS PENDAHULUAN 1. Citra ASTER ASTER (Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer) adalah instrumen/sensor yang dipasang pada satelit Terra, yang diluncurkan pada Desember 1999, merupakan bagian dari NASA Earth Observing System (EOS) yangbekerja sama dengan Jepang. ASTER digunakan untuk pemetaan temperatur permukaan bumi, emisivitas, reflektansi dan elevasi.Platforms EOS adalah bagian dari NASA Earth Science Enterprise, dimana lembaga ini merupakan lembaga untuk penelitian biosfer, hidrosfer, litosfer dan atmosfer. ASTER adalah salah satu citra yang mempunyai resolusi tinggi untuk observasi permukaan lahan, air, dan awan dari panjang gelombang tampak hingga inframerah thermal untuk studi klimatologi, hidrologi, biologi, and geologi. ASTER sendiri terdiri dari tiga subsistem, yaitu: VNIR, SWIR, TIR. VNIR memiliki 3 channel di gelombang visibledan inframerah dekat dengan resolusi

spasial 15 m. SWIR mempunyai

6 channeldalam shortwave

IR dengan

resolusi

spasial 30 m. TIR mempunyai 5 channel dalamthermal IR dengan resolusi spasial 90 m. Lebar liputan ASTER yaitu 60 km, sehingga memungkinkan untuk membuat DEM. Berikut adalah tabel resolusi spektral pada band yang ada di ASTER:

Proyeksi ASTER dibawah payung Earth Observing System (EOS) bertujuan untuk melakukan observasi permukaan bumi dalam rangka monitoring lingkungan hidup secara global dan penginderaan sumber daya alam. Sensor ASTER yang dikembangkan oleh Kementerian Ekonomi, Perdagangan dan Industri (METI) Jepang, merupakan salah satu sensor yang terpasang dalam satelit Terra yang diluncurkan pada 18 Desember 1999. Ground resolution ASTER adalah

lebih tinggi dibandingkan dengan LANDSAT – TM, demikian juga untuk spectral resolution yang tinggi dengan 5 thermal-infrared band dan 6 short wave-infrared bands, serta kualitas fungsi stereoskopis yang lebih tinggi dibandingkan satelit sebelumnya, JERS – 1.

Spesifikasi ASTER Sensor Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer – ASTER merupakan peningkatan dari sensor yang dipasang pada satelit generasi sebelumnya, JERS – 1. Sensor ini terdiri dari Visible and Near-Infrared Radiometer (VNIR), Short Wavelength Infrared Radiometer (SWIR), Thermal Infrared Radiometer (TIR), Intersected Signal Processing Unit dan Master Power Unit. VNIR merupakan high performance dan high resolution optical instrument yang digunakan untuk mendeteksi pantulan cahaya dari permukaan bumi dengan range dari level visible hingga infrared (520 – 860 µm) dengan 3 bands. Dimana band nomor 3 dari VNIR ini merupakan nadir dan backward looking data, sehingga kombinasi data ini dapat digunakan untuk mendapatkan citra stereoskopis. Digital Elevation Model (DEM) dapat diperoleh dengan mengaplikasikan data ini, sehingga data ini tidak hanya untuk peta topografik saja, tetapi bisa juga digunakan sebagai citra stereo. SWIR merupakan high resolution optical instrument dengan 6 bands yang digunakan untuk mendeteksi pantulan cahaya dari permukaaan bumi dengan short wavelength infrared renge (1,6 – 2,43 µm). Penggunaan radiometer ini memungkinkan menerapkan ASTER untuk identifikasi jenis batu dan mineral, serta untuk monitoring bencana alam seperti monitoring gunung berapi yang masih aktif. TIR adalah high accuracy instrument untuk observasi thermal infrared radiation (800 – 1200 µm) dari permukaan bumi dengan menggunakan 5 bands. Band ini dapat digunakan untuk monitoring jenis tanah dan batuan di permukaan bumi. Multi-band thermal infrared sensor dalam satelit ini adalah pertama kali di dunia. Ukuran citra adalah 60 km dengan ground resolution 90 m.

Penerapan Satelit ASTER a. Karakteristik spektral terhadap mineral dan batuan Indonesia mempunyai banyak sumber daya alam, sehingga memerlukan penanganan tersendiri agar dalam proses pengelolaan sumber alam tersebut tidak menimbulkan pengaruh negatif atau efek sampingan terhadap alam dan lingkungan, khususnya terhadap mahluk hidup di atasnya termasuknya manusia. Penanganan yang terencana dengan baik akan menghasilkan hasil olah yang baik pula. Citra TERRA/ASTER diharapkan dapat memberikan bantuan solusi untuk proses persiapan pengolahan (penambangan) hingga proses paska penambangan. Citra satelit ini mempunyai 14 channel yang masing-masing mempunyai fungsi tersendiri dalam proses analisa citra satelit. Contoh penerapannya untuk pemetaan sifat spectral berdasarkan penyerapan mineral tanah liat di daerah pertambangan Escondida selatan, Chili. b. Klasifikasi jenis tanah Citra TERRA/ASTER dapat pula digunakan untuk memetakan jenis tanah, khususnya untuk keperluan pertanian, khususnya untuk perencanaan tata ruang dan tata kota. c. Monitoring aktifitas gunung berapi Sensor VNIR dan SWIR dapat diterapkan untuk mengetahui aktifitas gunung, sehingga kerusakan dan korban yang ditimbulkan oleh bencana alam ini dapat dihindari atau dikurangi. Sensor TIR dapat digunakan untuk mengetahui distribusi awan panas yang dikeluarkan oleh gunung, dimana sensor ini dapat dioperasikan utk siang dan malam hari. d. Pemetaan tumbuhan di daerah kering dan basah Seperti halnya satelit lain (JERS-1 dan Landsat), citra TERRA/ASTER dapat pula digunakan untuk memetakan distribusi tumbuhan di permukaan bumi, terutama untuk daerah kering dan basah dengan menggunakan sensor VNIR dan SWIR. e. Monitoring suhu permukaan laut Distribusi temperature permukaan laut dapat diperoleh dengan mudah menggunakan citra TERRA/ASTER, atau langsung dengan menggunakan citra sensor TIR. Aplikasi dari citra ini dapat digunakan untuk mengetahui distribusi panas air laut, dimana informasi ini dapat diterapkan untuk mengetahui fenomena kelautan, termasuk distribusi tumbuhan dan ikan. f. Monitoring hutan bakau (mangrove) Pengrusakan hutan bakau, baik secara sengaja maupun pengaruh perubahan alam, dapat dideteksi dengan menggunakan citra TERRA/ASTER. Beberapa sensor satelit ini mempunyai

kesamaan dengan JERS-1 maupun Landsat, oleh karena itu kombinasi citra satelit lain dapat digunakan untuk monitoring hutan bakau dan hutan lainnya. g. Produk ASTER ortho dan DEM-Z Satelit TERRA/ASTER juga dapat menghasilkan data ketinggian permukaan bumi (DEM) seperti contoh pada gambar 11 yang menunjukkan hasil data DEM-Z yang dioverlay dengan citra optik wilayah Bandung dan sekitarnya. h. Monitoring kebakaran hutan Citra TERRA/ASTER dapat memonitor area kebakaran hutan, dimana VNIR menghasilkan liputan wilayah bakar dan kumpulan asap yang dihasilkan oleh kebakaran tsb, SWIR menunjukkan distribusi temparature wilayah bakar, dan TIR menunjukkan distribusi lahan bakar berdasarkan intensitas suhu permukaan lahan bakar. Warna merah dan biru yang terdapat dalam gambar menunjukkan distribusi suhu tinggi dan rendah. i. Monitoring suhu permukaan tanah Distribusi permukaan bumi dapat diturunkan dengan mudah menggunakan data VNIR dan TIR citra TERRA/ASTER. Penerapan proses ini dapat digunakan untuk mengetahui fenomena pemanasan yang terjadi di daerah perkotaan. j. Korelasi DEM Data DEM yang diturunkan dari citra TERRA/ASTER (Level 1) dapat diperoleh informasi kontur permukaan bumi, dimana informasi ini dapat diterapkan untuk berbagai macam bidang, misalnya pertambangan, pembangkit listrik, perencanaan dam atau bendungan, penanggulangan banjir dan lain-lain. Contoh software yang dapat dipergunakan untuk membuat DEM atau TM dari citra ASTER adalah PCI Geomatics

Cara mendownload citra ASTER 1. Buka web Fearthexplorer.usgs.gov

2. Pada Search Criteria Address Place entrikan nama wilayah yang akan di Download citranya, misalnya wilayah Lampung dengan mengklik salah satu titik di wilayah tersebut. Saya akan mendownload citra wilayah kab. Tulang Bawang 3. Lalu pilih Data Sets

4. Pada menu Digital Elevation  ceklis ASTER GLOBAL DEM

5. Lalu klik Result

6. Klik Download Options

7. Selanjunya klik download

8. Tunggu proses download hingga selesai. Data hasil download ada dalam format ZIP file. Silahkan di ekstrak terlebih dahulu.

2. Citra SRTM SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) merupakan citra yang saat ini banyak digunakan untuk melihat secara cepat bentuk permukaan. SRTM adalah data elevasi resolusi tinggi merepresentasikan topografi bumi dengan cakupan global (80% luasan dunia). Data SRTM adalah data elevasi muka bumi yang dihasilkan dari satelit yang diluncurkan NASA (National Aeronautics and Space Administration). Data ini dapat digunakan untuk melengkapi informasi ketinggian dari produk peta 2D, seperti kontur, profil. Ketelitian bisa mencapai 15 m dan berguna untuk pemetaan skala menengah sampai dengan skala tinggi (Lili Somantri). Alasan menggunakan SRTM dalam GIS tentu karena kelebihannya. Beberapa kelebihan citra SRTM diantarannya : 1. Gratis :kelebihan utama yang dimiliki SRTM. Siapa saja dan di mana saja dapat mendownload SRTM tanpa bayar.

2. Digital : SRTM dapat didownload secara digital melalui aplikasi Global Mapper. SRTM dapat didownload dengan format HGT, ASCII, atau GEOTIFF, kita bisa mengkonversi ke format yang kita inginkan misalnya Grid ArcView 3. Resolusi : Resolusi lumayan tinggi untuk sakala tinjau. Resolusi horizontal (yang bisa kita download untuk Indonesia) adalah 90m. Tentu saja dengan resolusi ini SRTM tidak bisa digunakan untuk pemetaan secara detail.

SRTM memiliki struktur data yang sama seperti format Grid lainnya, yaitu terdiri dari sel-sel yang setiap sel memiliki wakil nilai ketinggian. Nilai ketinggian pada SRTM adalah nilai ketinggian dari datum WGS1984, bukan dari permukaan laut, tapi karena datum WGS1984 hampir berimpit dengan permukaan laut maka untuk skala tinjau dapat diabaikan perbedaan di antara keduanya. Meskipun SRTM memiliki resolusi yang rendah sekitar 90m tetapi masih banyak digunakan sebagai informasi untuk pekerjaan lapangan serta dimanfaatkan untuk membuat peta kontur dan lereng (slope). Hasil peta kontur maupun peta lereng dari pengolahan data SRTM maksimal berskala 1:900000, tetapi dalam realisasinya banyak yang memperbesar skalanya hingga skala 1:250000 atau malah lebih besar lagi. Dengan melakukan perbesaran skala tersebut akan memberikan konsekuensi menyangkut akurasi dari peta kontur maupun peta lereng yang dihasilkan. Untuk menentukan skala peta hasil dari pengolahan citra satelit sebenarnya sangat mudah, yaitu dengan menggunakan rumus: (skala peta = resolusi citra satelit x 10000). Berdasarkan PP No.10 Tahun 2000 Tingkat Ketelitian Peta Tata Ruang Wilayah adalah sebagai berikut: a. Peta RTRW Nasional skala minimal 1:1000000 (dapat menggunakan citra LANDSATMSS 80m) b. Peta RTRW Provinsi skala minimal 1:250000 (dapat menggunakan citra LANDSAT-TM 25m, SPOT Xs 20m) c. Peta RTRW Kabupaten skala minimal 1:50000 – 100000 (dapat menggunakan citra IKONOS 10m/5m, foto udara 1:100000)

d. Peta RTRW Kota skala minimal 1:50000 (dapat menggunakan citra IKONOS 5m) e. Peta skala teknis 1:5000 (dapat menggunakan citra Quickbirt 0.5m). Struktur Data SRTM SRTM memiliki struktur data yang sama seperti format GRID lainnya, yaitu terdiri dari sel-sel yang setiap sel memiliki wakil nilai ketinggian. Nilai ketinggian pada SRTM adalah nilai ketinggian dari datum WGS1984, bukan dari permukaan laut. Tapi karena datum WGS1984 hampir berimpit dengan permukaan laut maka untuk skala tinjau dapat diabaikan perbedaan diantara keduanya. Akurasi Data SRTM SRTM singkatan dari Shuttle Radar Topography Mission merupakan pesawat ulang-alik yang mempunyai misi untuk mendapatkan data penginderaan jauh berupa elevasi atau ketinggian permukaan bumi, data ini selanjutnya dikenal sebagai DEM (digital elevation Model). Pesawat ulang-alik ini bekerja selama 11 hari (februari 2000) untuk menyiam seluruh permukaan bumi dengan menggunakan sistem radar (band C : 5,6 cm), data yang dihasilkan memiliki resolusi spasial sebesar 3 detik (setara ≈ 90 meter) dan menurut Ozah and Kufoniyi (2008) data SRTM 90m ini memiliki akurasi vertikal lebih kurang 7.748 sampai 3.926 meter. Sebenarnya data SRTM memiliki resolusi spasial 30 meter, tetapi sampai saat ini untuk menghasilkan DEM yang beresolusi 30 meter hanya beberapa wilayah di Amerika karena untuk mengolah data SRTM 30 meter menjadi data DEM seluruh dunia dibutuhkan waktu yang lama (+- 10 tahun/ tolong koreksi kalo salah). Perlu diperhatikan dalam penggunaan data DEM dari SRTM ini adalah bahwa data ketinggiannya merupakan ketinggian permukaan bumi termasuk tutupan lahannya (jadi bukan ketinggian permukaan tanah), dalam hal ini termasuk pula ketinggian tajuk (pohon) dan juga gedung-gedung (ingat daya tembus radar dengan panjang gelombang 5,6 cm sangat terbatas, tidak mampu menembus batang/ranting yang lebat-daun sih bisa).

Keuntungan dan kelemahan menggunakan data SRTM Keuntungan 1. Gratis 2. Resolusi-nya lumayan tinggi dan cocok untuk skala tinjau (jangan berharap lebih deh untuk data gratis, toh ini sudah cukup baik untuk wilayah indonesia yang sangat luas) 3. Datanya berupa Digital (format HGT, ASCII, atau GEOTIFF) sehingga dengan mudah dapat dikonversi ke semua format, bergantung software + brainware yang menanganinya tentunya SRTM memiliki struktur data yang sama seperti format GRID lainnya, yaitu terdiri dari sel-sel yang setiap sel memiliki wakil nilai ketinggian. Nilai ketinggian pada SRTM adalah nilai ketinggian dari datum WGS1984, bukan dari permukaan laut. Tapi karena datum WGS1984 hampir berimpit dengan permukaan laut maka untuk skala tinjau dapat diabaikan perbedaan diantara keduanya. Kelemahan Dalam pengambilan data menggunakan RADAR, antara pesawat dan obyek harus tidak terhalangi. Untuk daerah yang bergunung hal ini sangat sulit dilakukan. SRTM memiliki 0.2% data yang tidak terliputi di muka bumi karena berupa pegunungan. Beberapa teknik telah dikembangkan untuk menutupi kekurangan ini. Salah satunya adalah dengan menggunakan algoritma otomatis dengan SRTM Filler.

Cara mendownload DEM citra SRTM Sama seperti mendownload citra ASTER 1. Buka web Fearthexplorer.usgs.gov

2. Pada Search Criteria Address Place entrikan nama wilayah yang akan di Download citranya, misalnya wilayah Lampung dengan mengklik salah satu titik di wilayah tersebut. Saya akan mendownload citra wilayah kab. Tulang Bawang 3. Lalu pilih Data Sets 4. Pada menu SRTM  ceklis SRTM 1 ARC-SECOND GLOBAL

5. Klik Result 6. Klik Download Options 7. Selanjunya klik download 8. Tunggu proses download hingga selesai. Data hasil download ada dalam format ZIP file. Silahkan di ekstrak terlebih dahulu.

ANALISIS CITRA ASTER DAN SRTM 1. Buka aplikasi ArcGIS 2. Kemudian Add Data 3. Tampilkan citra DEM SRTM dan ASTER

4. Tampilkan peta Kab. Tulang Bawang yang sudah di Georeferensing dan di Clip sebelumya. 5. Lalu pada menu coustomize  extantion aktifkan 3D Analisis

6. Pada menu ArcCatalog  3D Analysis Raster SurfaceCountur 7. Pada kotak dialog Countur Interval isikan dengan 50

8. Lalu klik Ok 9. Hasilnya akan seperti dibawah

PERBANDINGAN HASIL CITRA SRTM DAN ASTER

Citra SRTM

Citra ASTER

Dari citra diatas dapat dilihat perbedaan hasil diantara keduanya dimana pada citra ASTER konturnya terlihat sangat jelas namun kenampakan sungai tidak tampak seperti yang ada pada citra STRM, namun pada citra SRTM kontur dari wilayah Kab. Tulang Bawang tidak banyak terlihat seperti pada citra ASTER.