PERBANDINGAN METODE SINGLE BAND DAN
MULTI BAND DALAM EKSTRAKSI FITUR
PERMUKAAN AIR KAWASAN PERAIRAN DI
TELUK BENOA
I Made Agus Wirahadi Putra .
Shofwan Hanief, .
Program Studi Sistem Informasi .
Institut Teknologi Dan Bisnis STIKOM Bali.
Denpasar.
Bali.
wirahadi@stikom-bali.
, hanief@stikom-bali.
ABSTRACT Remote sensing is an optimal method to observe an object on earthAos surface with wide area.
One of the example is that remote are often used to observe surface water.
Water has unique property to electromagnetic radiation/spectrum, thus it can be captured by observation satelit.
There are many algorithm for extracting the feature of surface water which apply the single band or multi In this research, there is comparison between single band algorithm and multi band On Single band, it uses BILKO algorithm with Bv 0.
16 value with the result that it can extract water feature well, but there is a mistake in identifying the roof surface.
Whereas multi band with modified normalized difference water index algorithm with surface water value 1, it obtained good result of image extraction.
Keywords : Remote sensing, single band algorithm, multi band algorithm
ABSTRAK
Pengindraan jauh merupakan salah satu metode yang optimal dalam melakukan observasi objek yang ada di permukaan bumi dengan cakupan wilayah yang cukup luas, salah satunya sering digunakan untuk mengamati permukaan air.
Air memiliki sifat yang unit terhadap gelombang elektromagnetik sehingga dapat dengan optimal ditangkap oleh satelit observasi.
terdapat berbagai macam algoritma dalam ekstraksi fitur permukaan air yang menerpakan single band maupun multi-band.
Dalam penelitian ini dilakukan perbandingan 2 buah algoritma single band dan multi Pada single band menggunakan algoritma BILKO dengan nilai Bv 0.
16 dengan hasil mampu mengekstraksi fitur air dengan baik namun terdapat kesalahan dalam mengenali permukaan atap
Sedangkan pada multiband dengan algoritma modified normalized difference water index
dengan nilai permukaan air adalah 1 maka diperoleh hasil citra ekstaraksi permukaan air yang Kata Kunci : Remote sensing, single band algorithm, multi band algorithm
PENDAHULUAN
kontak langsung dengan objek yang diteliti.
Pengindraan jauh sendiri merupakan metode yang sering digunakna dalam penelitian sumber daya air dan daerah pesisir.
Terdapat banyak pendekataan pengindraan jauh yang dapat digunakan dalam indetifikasi badan air, salah satunya pendekataan band.
Air merupakan salah satu unsur fital yang sangat diperlukan oleh manusia.
Hampir 70% permukaan bumi tertutup oleh air, seperti permukaan air laut, sungai maupun danau .
Hampir setiap tahun permukaan air laut mengalami penambahan.
Identifikasi terhadap permukaan air dapat dilakukan dengan menggunakan pendekatan metode pengindraan jauh.
Band merupakan citra yang Berdasarkan jumlah band yang digunakan identifiaksi badan air dibagi menjadi dua jenis yaitu metode single-band dan multi-band .
Single band murpakan metode identifiaksi yang hanya memanfaatkan satu panjang spektrum tertentu untuk memunculkan fitur Pengindraan jauh merupakan salah satu metode yang optimal dalam melakukan observasi objek yang ada di permukaan bumi dengan cakupan wilayah yang cukup Pengindraan jauh adalah metode pengamatan suatu objek atau wilayah tanpa 407 Jurnal Teknologi Informasi dan Komputer.
Volume 7.
Nomor 4.
Oktober 2021 memanfaatkan lebih dari satu band spektrum memunculkan fitur badan air.
Treshold merupakan metode yang umum dilakukan dalam pendekatan single Treshold memungkinkan untuk memunculkan fitur badan air hanya dengan menggunakan satu band.
Nilai ambang batas digunakan dalam memisahkan antara badan air dan permukaan tanah maupun objek Penentuan nilai ambang dilakukan secara subjektif sehingga terkadang estimasi nilai ambang yang tidak tepat menyebabkan kesalahan dalam identifikasi badan air maupun objek lainya.
Selain itu noise yang tinggi juga memiliki andil yang besar dalam kesalahan identifikasi badan air.
Untuk permasalhan tersebut maka dibangun metode atau pendekatan multiband.
Pendekatan multi band merupakan pendekatan yang memanfaatkan dua atau lebih band dalam mengidentifiaksi badan air.
Metode multi-band perbedaan karakterisitik refleksi band terhadap badan air.
Seperti halnya pada band biru, badan air memiliki nilai refleksi yang tinggi dibandingkan dengan objek lainya atau pada band merah badan air memiliki nilai refkesi yang rendah.
Perbedaan nilai reflikasi nantinya akan digunakan sebagai acuan dalam proses aritmatika untuk memunculkan fitur badan Seperti halnya dalam penelitian .
yang memanfaatkan band 1, band 2, band 3 dan band 5 pada satelit landsat 8 untuk memunulkan kawasan perairan dan daratan.
Sedangkan dalam penelitian lainya hanya memanfaatkan dua band yaitu band hijau dan infra merah dalam mengidentifiaksi badan air.
Sehingga dalam penelitian ini akan membandingkan kedua pendekatan single band dan multi-band dalam mengidentifikasi badan air pada satelit landsat 8 pada kawasan teluk benoa.
Bali.
LANDASAN TEORI
Single band Metode single band meerupakan salah satu pendekatan pengolahan data spasial yang hanya memanfaatkan satu data band.
Metode single band memanfaatkan nilai ambang batas sebagai acuan dalam memunculkan fitur air.
Dalam metode single band kesalahan sangat sering terjadi hal ini dikarenakan hal ini disebabkan oleh hetrogenitas tutupan lahan di sekitar.
Salah satu metode yang menerapkan single band adalah algoritma BILKO.
Algoritma BILKO dikembangkan oleh Training and Education in Marine Science Programme (TREDMAR) Ae UNESCO.
Algoritma ini menggunakan pendekatan nearest integer pada format citra 8-bit.
Secara matematis algoritma BILKO dapat dirumuskan sebagai berikut:
Output .
= ((.
) .
*-1 Keterangan :
Band 4 = near infrared (NIR) = derajat keabuan terkecil Sedangkan input 1 merupakan citra pada Gambar 1 merupakan hasil algoritma BILKO.
Gambar 4.
Citra BILKO Gambar 1.
Citra Algoritma Bilko Algotima BILKO dapat meningkatkan rentang kontras antara daratan dan lautan.
Daratan berwarna abu-abu menuju gelap sedangkan lautan berwarna putih.
Algoritma BILKO memiliki kelemahan karena dalam algoritma ini membaca karakteristik puncak ombak yang tinggi dan menggulung sebagai .
Multi band Pemrosesan Multi memanfaatkan keunikan refleksivitas pada masing-masing band terhadap suatu objek.
Pendekatan yang umum digunakan dalam elektromagnetik dari beberapa band terhadap objek air.
Terdapat dua lagoritma umum yang digunakan dalama mendeteksi air, yaitu normalized difference water index (NDWI) dan modified normalized difference water index (MNDWI).
Putra.
Hanief.
Perbandingan Metode Single Band dan Multi Band DalamA 408 Konsep NDWI diperkenalkan oleh McFeeters .
Ekstraksi fitur air dengan algoritma NDWI menggunakan dua jenis Yaitu green band dan NIR band.
Konsep
NDWI
meningkatkan atau memaksimalkan nilai pantulan terhadap air pada band hijau dan meminimalkan nilai pantulan air pada NIR Selain itu NDWI juga memanfaatkan sifat refleksivitas vegetasi dan tanah yang tinggi pada band NIR.
Model matematis dair NDWI sebagai berikut.
diluncurkan oleh NASA dan USGS.
Landsat 8 diluncurkan pada tanggal 11 Februari 2013 dengan membawa sesor onboard Operational Land Imager (OLI) dan Thermal Infrared Sensor (TIRS).
Tujuan utama dari landsat 8 adalah melakukan observasi permukaan bumi dan menjamin kesinambungan data sehingga data landsat 8 konsisten dan dapat dibandingkan dengan landsat sebelumnya.
Landsat 8 menghasilkan data yang terdiri dari 11 band.
Tabel 1 menunjukan jumlah band yang dimiliki oleh landsat 8.
Tabel 1.
Band pada landsat 8.
Spectral Band Wavelength Resolution Model
NDWI
memungkinkan untuk air memiliki nilai positif karena mengalami peningkatan nilai sedangkan vegetasi dan tanah akan memiliki nilai nol atau negatif karena mengalami penurunan nilai.
Namun, apabila konsep NDWI diterapkan pada daerah perairan yang dimana terdapat tanah yang berisi pemukiman akan mengalami noise.
Hal ini dikarenakan NDWI akan memberi nilai positif pada kawasan pemukiman sehingga memiliki nilai yang sama dengan kawsan Mengingat adanya permasalahan noise pada model NDWI maka .
mengembangkan model MNDWI yang dapat meminimalkan kesalahan yang ditimbulkan oleh adanya kawasan pemukiman.
Perhitungan MNDWI menghasilkan tiga parameter, .
air akan memiliki nilai positif yang besar, .
kawasan pemukiman memiliki nilai negatif dan, .
tanah dan vegetasi memiliki nilai negatif.
Pada MNDWI permukaan air akan memiliki nilai positif yang tinggi hal ini dikarenakan band gelombang yang lebih panjang yaitu band MIR.
MNDWI
gelombang yaitu band NIR dan MIR.
Berikut merupakan model matematis dari MNDWI.
Landsat 8 Landsat 8 merupakan satelit observasi sumber daya alam varian terbaru yang Band 1 Coastal / Aerosol 453 AAm Band 2 Ae Blue 515 AAm Band 3 Ae Green 600 AAm Band 4 Ae Red 680 AAm Band 5 - Near Infrared 885 AAm Band 6 - Short Wavelength Infrared 660 AAm Band 7 - Short Wavelength Infrared 300 AAm Band 8 Ae Panchromatic 680 AAm Band 9 Ae Cirrus 390 AAm Band 10 Long Wavelength Infrared 30 AAm Band 11 Long Wavelength Infrared 50 AAm 409 Jurnal Teknologi Informasi dan Komputer.
Volume 7.
Nomor 4.
Oktober 2021
METODOLOGI PENELITIAN
Penelitian dilakukan melalui dua Dimana tahap pertama merupakan perbaikan kualitas data tipe 0 satelit landsat 8 dan tahap kedua merupakan tahapan untuk memunculkan fitur air.
Data yang digunakan merupakan data satelit landsta 8 pada daerah kajian teluk benoa dengan koordinat 8A43Ao09.
3AyS 115A10Ao45.
4AyE sebagai batas atas dan 8A47Ao09.
3AyS 115A12Ao26.
7AyE.
Tahap pertama merupakan tahap pengambilan data dan koreksi data.
Koreksi data dilakukan dengan menggunakan penghilangan noise.
Proses selanjutnya adalah cropping.
Hal ini bertujuan untuk memfokuskan daerah kajian.
Tahap selanjutnya adalah tahap Tahap processing bertujuan untuk memunculkan fitur air.
Terdapat 2 model yang digunakan dalam penelitian ini yaitu single band multi band.
Hasil pemrosesan akan dibandingkan secara Gambar 2 menunjukan flowchart penelitian yang dilakukan.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Preprocessing Pada tahapan ini dilakukan proses persiapan data yang dimulai dari tahap pemotongan data.
Data yang digunakan adalah data Satelit Landsat 8 pada Kawasan Pulau Bali dengan Tipe data yang belum mengalami koreksi.
Gambar 3.
Citra Satelit Landsat 8 Pada penelitian ini menggunakan 2 band dari 11 band yang dimiliki oleh landsat 8, yaitu Band NIR dan Band MIR.
Pemilihan band ini didasarkan atas sifat dari Panjang gelombang ketiga band tersebut.
Berikut merupakan curva dari spectral Gambar 4.
spectral reflectance Curve Tahap pemotongan citra sesui dengan koordinat yang telah ditentukan.
Citra difokuskan pada Kawasan mangrove di teluk Benoa.
Gambar Berikut menunjukan hasil pemotongan citra.
Gambar 2.
Flowchart penelitian Putra.
Hanief.
Perbandingan Metode Single Band dan Multi Band DalamA 410 Gambar 6.
Band NIR Gambar 5.
Citra kawasan mangrove benoa.
Citra satelit landsat 8 memiliki noise serta ring ruang warna yang lebar sehingga perlu dilakukan proses koreksi radiometric sehingga lebar ruang warna menjadi 0-255.
Processing Proses ekstraksi badan air dilakukan dengan dua pendekatan yaitu single band dan multi-band.
Pada single band dilakukan dengan algoritma BILKO dan pada multiband dilakukan dengan menggunakan algoritma MNDWI.
Single band Algoritma BILKO haya menggunakan satu band .
dalam memunculkan Informasi mengenai Kawasan perairan.
Band yang digunakan adalah band dengan spektrum NIR.
Berikut merupakan citra band NIR dari landsat 8.
Algoritma BILKO memiliki konsep yang hampir sama dengan algoritma Nilai ambang yang digunakan dalam penelitian ini mengguanakn nilai Berikut merupakan hasil perhitungan algoritma BILKO.
Gambar 7.
Ekstraksi Band NIR dengan algoritma BILKO.
Pada Gambar 7 terlihat citra yang lebih terang merupakan badan air sedangkan citra dengan rona gelap menunjukan daerah non air.
411 Jurnal Teknologi Informasi dan Komputer.
Volume 7.
Nomor 4.
Oktober 2021
MNDWI
Algortima MNDWI merupakan salah satu algoritma yang menerapkan 2 band untuk dapat mengkestraksi permukaan air.
Algoritma ini menggunakan 2 band yaitu band NIR dan badn MIR.
Gambar 8.
Band NIR masing-masing mendapatkan hasil rona gelap pada kawasan Gambar 10.
Citra MNDWI Daerah merupakan kawasan daratan dengan nilai ambang yaitu 1.
SIMPULAN
Perbadningan pengamatan secara visual.
pengamatan singleband dengan nilai bv 0.
memiliki mengekstraksi permukaan air dengan baik namun terdapat kesalahan dalam mendeteksi atap rumah yang memiliki rona yang hampir sama dengan badan air.
Sedangkan pada metode multiband dengan nilai kawasan perairan 1 menunjukan akurasi yang baik dalam ekstraksi badan air mendeteksi permukaan air yang berda di dalam hutan mangrove.
Gambar 9.
Band MIR Algoritma MNDWI menggunakan perbandingan keunikan nilai yang dimiliki oleh masing-masing band.
Bada Band NIR warna non perairan direfleksikan dengan warna yang lebih terang sedangkan pada band MIR warna non perairan direfleksikan dengan warna lebih gelap.
Sehingga dengan melakukan perbandingan nilai gelap dan Putra.
Hanief.
Perbandingan Metode Single Band dan Multi Band DalamA 412
DAFTAR PUSTAKA