tokek

PENGOLAHAN ALGORITMA NDVI DAN EVI CITRA SATELIT LANDSAT 7ETM+ DAN CITRA IKONOS DENGAN SOFTWARE ANVI 4.6.1

1. CITRA SATELIT LANDSAT 7ETM+

1.1 Metadata Citra Landsat 7ETM+1

Gambar 1. Meta data

Pengambilan citra pada tanggal 11 Maret 2009, citra ini diolah menggunakan software ENVI untuk mendapatkan NDVI dan EVI. Proses konversi DN menjadi Radians pada citra Landsat dilakukan menggunakan formula sebagai berikut :

= Max Detected Radiance Level

= Min Detected Radiance Level

= Max Pixel Value (255)

= Min Pixel Value (1)

= Digital Number

Nilai

dan

dapat dilihat di metadata

Langkah-langkah mengkonversi DN menjadi Radians pada citra satelit Landsat 7ETM+ menggunakan software ENVI 4.6.1 sebagai berikut.

a. Buka software ENVI 4.6.1

Gambar 2. Tampilan awal ENVI

b. Untuk membuka citra Landsat 7ETM+ yaitu dengan cara klik menu File 

Open External FileLandsat GeoTIFF.

Gambar 3. Membuka citra

c. Pilih band 1, 3 dan 4 kemudian klik Open maka akan tampil pada layar sebagai berikut dan klik load band untuk melihat band 1, 2 dan 3.

Gambar 4. Citra landsat band 1, 3 dan 4

d. Untuk melihat Nilai Digital Number (DN) pada band 1, 2 dan 3 dengan cara klik kanan pada citra kemudian pilih Cursor Location/Value kemudian arahkan kursor pada pixel citra yang ingin diketahui nilai DNnya

Gambar 5. Curser Location/ Value

Gambar 6. Nilai DN Band 1

Gambar 7. Nilai DN Band 2

Gambar 8. Nilai DN Band 4

Dalam ENVI untuk mendapatkan perubahan DN dengan menggunakan rumus

didapat persamaan sebagai berikut:

1. Band 1 dengan memasukkan algoritma “float((191.6+6.2)/(255-1))*((B1-1)-6.2)”

2. Band 3 dengan memasukkan algoritma “float((152.9+5)/(255-1))*((B1-1)-5)”

3. Band 4 dengan memasukkan algoritma “float((241.1+5.1)/(255-1)*((B3-1)-5.1)”

Dari persamaan ini dimasukkan kedalam ENVI dengan cara klik Basic Tools kemudian Band Math, sehingga tampil pada layar sebagai berikut.

Gambar 9. Menu Band Math

Gambar 10. Tempat Memasukkan Algoritma

Gambar 11. Proses penyimpanan citra

Gambar 12. Pemasukkan Algoritma

Gambar 13. Proses Algoritma

Gambar 14. Hasil dari algoritma radian pada Band 1

Gambar 15. Hasil dari algoritma radian pada Band 3

Gambar 16. Hasil dari algoritma radian pada Band 4

Mengkonversi Nilai Radians menjadi Reflectance pada Citra Satelit Landsat 7ETM+

1. Setelah persamaan untuk band 1,3, dan 4 selesai dimasukkan langkah selanjutnya adalah melakukan konversi nilai spectral radiance ke nilai reflektan dengan persamaan

Dimana : ρ = Unitless Planetary Reflectance

Ll = Spectral Radiance at The Sensor's Aperture

d² = Earth-Sun Distance in Astronomical Units

ESUNl = Mean Solar Exoatmospheric Irradiances

q = Solar Zenith Angle in Degrees

Nilai ESUNl untuk Landsat ETM+

Band	Watts/ (meter squared *µm)
1	1969.000
2	1840.000
3	1551.000
4	1044.000
5	225.700
7	82.070
8	1368.000

Nilai d untuk Landsat

Julian Day	Distance	Julian Day	Distance	Julian Day	Distance	Julian Day	Distance	Julian Day	Distance
1	0.9832	74	0.9945	152	1.0140	227	1.0128	305	0.9925
15	0.9836	91	0.9993	166	1.0158	242	1.0092	319	0.9892
32	0.9853	106	1.0033	182	1.0167	258	1.0057	335	0.9860
46	0.9878	121	1.0076	196	1.0165	274	1.0011	349	0.9843
60	0.9909	135	1.0109	213	1.0149	288	0.9972	365	0.9833

Nilai θs dapat diperoleh dari persamaan :

Ket : Nilai Sun Elevation dapat diperoleh dari metadata Landsat

Formula untuk mengkonversi nilai Radians menjadi Reflectance pada citra yang digunakan yaitu citra landsat 7ETM+ tanggal 11 maret 2009 adalah ;

Tanggal citra 10 Juli 2001 à Julian Day = 72 à d = 0.9940

θ_s=

= 0.5865

Untuk Band 1 :

Untuk Band 3 :

Untuk Band 4 :

Adapun pengolahan Nilai Radians menjadi Reflektance pada Software ENVI

a. Band 1

Masukkan persamaan float((3.14*B1*0.9940*0.9940)/(1969*0.8329))” ke menu Basic ToolsàBand Math àOK

b. Band 3

Masukkan persamaan float((3.14*B1*0.9940*0.9940)/(1551*0.8329)) ke menu Basic ToolsàBand Math àOK

c. Band 4

Masukkan persamaan float((3.14*B1*0.9940*0.9940)/(1044*0.8329)) ke menu Basic ToolsàBand Math àOK

Tempat memasukkan rumus

Gambar 17. Pemasukkan Algoritma reflectan

d. Definisikan nilai B1 pada persamaan yang baru kita masukkan dengan nilai Rad_band1 kemudian beri nama file baru hasil pengolahan persamaan tersebut dengan nama ref_band1 kemudian klik OK hingga muncul file baru pada window Available Bands List dengan nama ref_band1

Gambar 18. Hasil dari Algoritma reflectan

Gambar 19. Hasil citra reflectan band 1

Gambar 20. Hasil citra reflectan band 3

Gambar 21 hasil citra reflectan band 4

e. Setelah proses konversi spectral radian menjadi reflectance selesai dilakukan, langkah selanjutnya adalah menentukan nilai nilai NDVI dan EVI citra tersebut.

Persamaan NDVI :

Untuk Landsat ρ_NIR = band 4 dan ρ_red = band 3

Persamaan EVI :

Dengan :

Untuk Landsat ρ_NIR = band 4 dan ρ_red = band 3

G = gain factor Landdsat bernilai 2.5

C1 = 6

C2 = 7.5

L = canopy background Landsat bernilai 1

Untuk menentukan nilai NDVI citra Landsat masukkan:

a. Masukkan algoritma NDVI yaitu dengan klik Basic Tools à Band Math dan tuliskan algoritma NDVI : float(B1-B2)/float(B1+B2) pada Enter an expression.

Gambar 22. Hasil dari NDVI

b. Untuk menampilkan citra hasil pengolahan tersebut klik pada nama file tersebut kemudian klik Load Band

c. Kemudian pilih tempat menyimpan hasil konversi tersebut dengan memilih Choose dan buat nama file baru, misalnya ndvi&evi

Gambar 23.. Hasil dari EVI

Gambar 24. Hasil citra NDVI

Gambar 25. Tampilan Statististics Result ENVI

Gambar 26. Tampilan Statistics Result ENVI dalam Bentuk Histogram

Gambar 27. Hasil citra EVI

Gambar 28. Tampilan Statististics Result EVI

Gambar 29. Tampilan Statistics Result EVI dalam Bentuk Histogram

2. CITRA SATELIT IKONOS

2.1 META DATA IKONOS

Gambar 30. Meta Data Citra Ikonos

Pengambilan citra pada tanggal 25 Desember 2003, citra ini diolah menggunakan software ENVI untuk mendapatkan NDVI dan EVI. Proses konversi DN menjadi Radians pada citra Ikonos dilakukan menggunakan formula sebagai berikut :

2.2 MENGKONVERSI DIGITAL NUMBER (DN) MENJADI RADIANS PADA CITRA SATELIT LANDSAT 7ETM+

Proses konversi DN menjadi Radians pada citra Landsat dilakukan menggunakan formula sebagai berikut :

Dimana :

Lλ = Nilai Radians

DNλ = Digital Number dari band

CalCoefλ = Radiometric calibration coefficient [DN/(mW/cm2-sr)]

Bandwidthλ = Bandwidth of spectral band λ (nm)

Untuk nilai CalCoef dan bandwidth dapat dilihat dari tabel di bawah ini :

Table 2.1 IKONOS BAND

(SPOT IMAGING 2001)

DN ke radians dengan rumus untuk masing-masing band sebagai berikut :

1. Untuk Band 1 :

L band 1 = (DNband1)/(72.8*0.0713)

2. Untuk Band 3 :

L band 3 = (DNband3)/(94.9*0.0658)

3. Untuk Band 4 :

L band 4 = (DNband4)/(84.3*0.0954)

Adapun langkah-langkah mengkonversi DN menjadi Radians pada citra satelit

IKONOSmenggunakan software ENVI 4.6.1 sebagai berikut.

a) Setelah software ENVI 4.6.1 dibuka kemudian citra IKONOSdibuka dengan cara

klik menu File àOpen External FileàIKONOS

Gambar 31. Cara Membuka Citra IKONOS

b) Pilih file 03DEC25042329-M2AS_R2C1-000000185940_01_P007.TIF kemudian klik

Open maka akan tampil pada layar sebagai berikut.

Gambar 32. Tempat Citra IKONOS

c) Untuk melihat Nilai DN pada band 1 dengan cara klik band 1 dan klik Load Band. Kemudian klik kanan pada citra à pilih Cursor Location/Value kemudian arahkan kursor pada pixel citra yang ingin diketahui nilai

Gambar 33 Nilai DN band 1 Citra IKONOS

Gambar 34 Nilai DN band 2 Citra IKONOS

Gambar 33 Nilai DN band 3 Citra IKONOS

Gambar 33 Nilai DN band 4 Citra IKONOS

d) Masukkan formula untuk mengkonversi DN ke Radians dengan cara klik Basic

Tools à Band Math, sehingga tampil pada layar sebagai berikut.

Gambar 34. Proses Memasukkan Algoritma

Kemudian klik OK, sehingga tampil sebagai berikut.

e) Pilih band yang akan diolah, dan simpan dengan memilih choose, beri nama kemudian klik open

Gambar 35. Tampilan Band Yang akan dipilih

Gambar 36. Hasil file yang akan di simpan

Citra akan ditampilkan, dengan cara klik load band. Untuk mencari nilai radian klik kanan mouse dan pilih cursore location/value..

Gambar 37. Tampilan Citra Hasil Pengolahan

Gambar 33 Nilai Radiand band 1 Citra IKONOS

f) Tahap selanjutnya pengolahan reflectan pada band 3 dan band 4 yaitu dengan cara memasukkan algoritma sesuai dengan band masing-masing

Gambar 34. Memasukkan Algoritma Radian citra IKONOS band 3

Gambar 35. Memilih Band 3 pada Citra IKONOS

Gambar 36. Tempat penyimpanan file hasil pengolahan

Gambar 37. Proses Loading pengolahan

Gambar 38. Hasil citra radian pada citra IKONOS band 3

Gambar 39. Nilai Radiand band 3 Citra IKONOS

Gambar 40. Memasukkan Algoritma Radian untuk band 4 citra IKONOS

Gambar 41. Citra Hasil Pengolahan

Gambar 42. Nilai Radiand band 4 Citra IKONOS

2.2 Mengkonversi Nilai Radians menjadi Reflectance pada Citra Satelit IKONOS

Proses konversi nilai Radians menjadi Reflectance pada Citra Satelit IKONOS menggunakan algoritma :

(SPOTIMAGE,2001)

Dimana :

ρ_p = Unitless Planetary Reflectance

Lλ = Spectral Radiance at The Sensor's Aperture

d² = Earth-Sun Distance in Astronomical Units

ESUNλ = Mean Solar Exoatmospheric Irradiances

θs = Solar Zenith Angle in Degrees

Nilai d dapat diperoleh dari tabel interpolasi berikut :

Tabel 2.1. Earth-Sun Distance in Astronomical Units

Julian Day	Distance	Julian Day	Distance	Julian Day	Distance	Julian Day	Distance	Julian Day	Distance
1	0.9832	74	0.9945	152	1.0140	227	1.0128	305	0.9925
15	0.9836	91	0.9993	166	1.0158	242	1.0326	319	0.9892
32	0.9853	106	1.0033	182	1.0167	258	1.0057	335	0.9860
46	0.9878	121	1.0076	196	1.0165	274	1.0011	349	0.9843
60	0.9909	135	1.0109	213	1.0149	288	0.9972	365	0.9833

Ket : Julian Day adalah jumlah hari sampai dengan tanggal akuisisi data

Nilai ESUN dapat dilihat pada tabel 2.1.

Nilai θ_s dapat diperoleh dari persamaan dengan data sun elevation sebesar38.7 :

θ_s=

Ket : Nilai Sun Elevation dapat diperoleh dari metadata Landsat

Formula untuk mengkonversi nilai Radians menjadi Reflectance pada citra yang digunakan yaitu:

Tanggal pengambilan citra 25 Desember 2003 à Julian Day = 184 à d = 1.0167

θ_s=

= 0.6859

Untuk Band 1 :

Untuk Band 3 :

Untuk Band 4 :

Adapun pengolahan Nilai Radians menjadi Reflektance pada Software ENVI 4.6.1 adalah sebagai berikut.

a) Masukkan algoritma yang digunakan untuk mengkonversi Nilai Radians menjadi Reflektance yaitu dengan klik Basic Tools à Band Math dan tuliskan algoritma untuk 1. band 1 : float(3.14*B1*(0.9883^2)/(1930.9*cos(0.8954)))

2.band 3 : float(3.14*B1*(0.9883^2)/(1556.5*cos(0.8954)))

3. band 4 : float(3.14*B1*(0.9883^2)/(1146.9*cos(0.8954)))

Gambar 43. Memasukkan Algoritma Reflectan pada citra IKONOS band 1

b) Tahap setelah algoritma di masukkan adalah menyimpan hasil citra,yaitu dengan memilih choose dan pilih tempan penyimpanan hasil citra.

Gambar 44. Proses Penyimpanan Citra

Gambar 45. Tempat penyimpanan citra

Gambar 46. Hasil Reflectan citra IKONOS band 1

Gambar 47. Nilai Reflectan band 1 Citra IKONOS

Lakukan tahap-tahap pemasukan algoritma dan proses penyimpanan citra pada band 3 dan 4 hingga selesai.

Gambar 48. Pemasukkan Algoritma reflectan pada band 3 citra IKONOS

Gambar 49. Pemilihan band yang akan diproses

Gambar 50. Tempat penyimpanan hasil Citra yang akan diproses

Gambar 51. Hasil citra reflectan band 3 citra IKONOS

Gambar 52. Pemasukan Algoritma reflectan band 4 citra IKONOS

Gambar 53. Pemilihan citra yang akan diolah

Gambar 54. Tempat penyimpanan hasil citra yang telah diolah

Gambar 55. Hasil citra reflectan citra IKONOS band 4

Gambar 56. Nilai Reflectan band 4 Citra IKONOS

2.1 Algoritma NDVI

Pengolahan citra Landsat 7ETM+ menggunakan algoritma NDVI yaitu sebagai berikut.

NDVI =

Dimana :

= Band 4

= Band 3

Adapun pengolahan algoritma NDVI pada Software ENVI 4.6.1 adalah sebagai berikut.

Masukkan algoritma NDVI yaitu dengan klik Basic Tools à Band Math dan tuliskan algoritma NDVI : float(B1-B2)/float(B1+B2)

Gambar 57. Pemasukkan Algoritma NVDI

Pilih file Reflektance dari band 4 untuk identifikasi B1 dan pilih file Reflektance dari band 1 untuk identifikasi B2.

Gambar 58. Memilih citra yang akan diolah

Gambar 59. Tempat penyimpan citra NDVI yang telah diolah

Gambar 60. Proses Loading pengolahan NDVI

Gambar 61. Hasil dari NDVI

Klik kanan pada hasil citra NDVIàcursore location/valuae untuk mengetahui nilai NDVI pada lokasi citra

Gambar 62. Nilai NDVI band 4 Citra IKONOS

Gambar 63 Proses menampilkan dalam histogram

Gambar 64. Nilai NDVI pada citra IKONOS dalam histogram

Gamabar 65. Proses penyimpanan citra dalam JPG

2.2 Algoritma EVI

Pengolahan citra IKONOS menggunakan algoritma EVI yaitu sebagai berikut.

EVI =

( Hueteet al,1997 )

Dimana :

= Band 4

= Band 3

= Band 1

G (gain faktor) = 2.5

C1 = 6

C2 = 7.5

L (Canopy Background) = 1

Adapun pengolahan algoritma EVI pada Software ENVI 4.6.1 adalah sebagai berikut.

Masukkan algoritma EVI yaitu dengan klik Basic Tools à Band Math dan tuliskan algoritma EVI : float(2.5*(B4-B3))/float(B4+(6*B3)-(7.5*B1)+1)

Gambar 66. Proses pemasukan algoritma EVI

Pilih file Reflektance dari band 4 untuk identifikasi B4, pilih file Reflektance dari band 1 untuk identifikasi B1, dan pilih Reflektance dari band 3 untuk identifikasi B3.