Koreksi Geometrik

Geometrik merupakan posisi geografis yang berhubungan dengan distribusi keruangan (spatial distribution). Geometrik memuat informasi data yang mengacu bumi (geo-referenced data), baik posisi (system koordinat lintang dan bujur) maupun informasi yang terkandung di dalamnya.

Menurut Mather (1987), koreksi geometrik adalah transformasi citra hasil penginderaan jauh sehingga citra tersebut mempunyai sifat-sifat peta dalam bentuk, skala dan proyeksi. Transforamasi geometrik yang paling mendasar adalah penempatan kembali posisi pixel sedemikian rupa, sehingga pada citra digital yang tertransformasi dapat dilihat gambaran objek dipermukaan bumi yang terekam sensor. Pengubahan bentuk kerangka liputan dari bujur sangkar menjadi jajaran genjang merupakan hasil transformasi ini. Tahap ini diterapkan pada citra digital mentah (langsung hasil perekaman satelit), dan merupakan koreksi kesalahan geometric sistematik.

Geometrik cita penginderaan jauh mengalami pergeseran, karena orbit satelit sangat tinggi dan medan pandangya kecil, maka terjadi distorsi geometric. Kesalahan geometrik citra dapat tejadi karena posisi dan orbit maupun sikap sensor pada saat satelit mengindera bumi, kelengkungan dan putaran bumi yang diindera. Akibat dari kesalahan geometric ini maka posisi pixel dari data inderaja satelit tersebut sesuai dengan posisi (lintang dan bujur) yang sebenarnya.

Kesalahan geometrik citra berdasarkan sumbernya kesalahan geometric pada cita penginderaan jauh dapat dikelompokkan menjadi dua tipe kesalahan, yaitu kesalahan internal (internal distorsion), dan kesalahan eksternal (external distorsion). Kesalahan geometrik menurut sifatnya dapat dibedakan menjadi dua jenis yaitu kesalahan sistematik dan kesalahan random. Kesalahan sistematik merupakan kesalahan yang dapat diperkirakan sebelumnya, dan besar kesalahannya pada umumnya konstan, oleh karena itu dapat dibuat perangkat lunak koreksi geometrik secara sitematik. Kesalahan geometri yang bersifat random (acak) tidak dapat diperkirakan terjadinya, maka koreksinya harus ada data referensi tambahan yang diketahui. Koreksi geometrik yang biasa dilakukan adalah koreksi geometrik sistemik dan koreksi geometrik presisi.

Kesalahan geometrik internal disebabkan oleh konfigurasi sensornya, akibat pembelokan arah penyinaran menyebabkan distorsi panoramic (look angle), yang terjadi saat cermin scan melakukan penyiaman (scanning). Besarnya sudut pengamatan (field of view) satelit pada proses penyiaman akan mengakibatkan perubahan luas cakupan objek. Distorsi panoramic sangat besar pengaruhnya pada sensor satelit resolusi rendah seperti rendah NOAA-AVHRR dan MODIS, namun citra resolusi tinggi seperti Landsat, SPOT, IKONOS, Quickbird, dan ALOS bebas dari distorsi panoramic, karena orbitnya yang tinggi dengan medan pandang kecil hampir tidak terjadi pergeseran letak oleh relief pada data satelit tersebut. Distorsi yang disebabkan perubahan atau pembelokan arah penyiaman bersifat sistematik, dapat dikoreksi secara sistematik. Kesalahan geometric menyebabkan perubahan bentuk citra.

Koreksi geometric dilakukan sesuai dengan jenis atau penyebab kesalahannya, yaitu kesalahan sistematik dan kesalahan random, dengan sifat distorsi geometric pada citra. Koreksi geometrik mempunyai tiga tujuan, yaitu:

1.    Melakukan rektifikasi (pembetulan) atau restorasi (pemulihan) citra agar koordinat citra sesuai dengan koordinat geografis.

2.    Meregistrasi (mencocokan) posisi citra dengan citra lain yang sudah terkoreksi (image to image rectification) atau mentransformasikan system koordinat citra multispectral dan multi temporal.

3.    Meregistrasi citra ke peta atau transformasi system koordinat citra ke koordinat peta (image to map rectification), sehingga menghasilkan citra dengan system proyeksi tertentu.

Koreksi geometrik yang biasa dilakukan adalah koreksi geometrik sistematik dan koreksi geometric presisi. Masing-masing sebagai berikut.

1.    Koreksi geometrik sistematik melakukan koreksi geomertri dengan menggunakan informasi karakteristik sensor yaitu orientasi internal (internal orientation) berisi informasi panjang focus system optiknya dan koordinat titik utama (primary point) dalam bidang citra (image space) sedangkan distorsi lensa dan difraksi atmosfer dianggap kecil pada sensor inderaja satelit, serta orientasi eksternal (external orientation) berisi koordinat titik utama pada bidang bumi (ground space) serta tiga sudut relative antara bidang citra dan bidang bumi.

2.    Koreksi geometrik presisi pada dasarnya adalah meningkatkan ketelitian geometric dengan menggunakan titik kendali / control tanah (Ground Control Point biasa disingkat GCP). GCP dimaksud adalah titik yang diketahui koordinatnya secara tepat dan dapat terlihat pada citra inderaja satelit seperti perempatan jalan dan lain-lain.

Koreksi geometrik citra dapat dilakukan dalam empat tahap yang mencakup sebagai berikut:

1.    Memilih metode setelah mengetahui karakteristik kesalahan geometrik dan tersedianya data referensi. Pemilihan metode tergantung pada jenis data (resolusi spasial), dan jenis kesalahan geometric (skew, yaw, roll, pitch) data.

2.  Penentuan parameter yang tidak diketahui didefinisikan dari persamaan matematika antara system koordinat citra dan system koordinat geografis, untuk menentukan menggunakan parameter kalibarasi data atau titik control tanah.

3. Cek akurasi dengan verifikasi atau validasi sesuai dengan criteria, metode, dan data citra, maka perlu dicari solusinya agar diperoleh tingkat ketelitian yang lebih baik. Solusinya dapat dilakukan dengan menggunakan metode lain, atau bila data referensi yang digunakan tidak akurat atau perlu diganti.

4.  Interpolasi dan resampling untuk mendapatkan citra geocoded presisi (akurat). Beberapa pilihan Geocoding Type yang sudah tersedia pada perangkat lunak, seperti Tryangulation, Polynomial, Orthorectify using ground control poinr, Orthorectify using exterior orientation, Map to map projection, Point registration, Rotation. Kegunaan setiap tipe geocoding adalah (a) Tryangulation untuk koreksi geometric data yang mengalami banyak pergeseran skew dan yawa, atau data yang tidak sama ukuran pixelnya pada satu set data. (b) Polynomial untuk koreksi geometrik data citra yang mengalami pergeseran linear, ukuran pixel sama dalam satu set data resolusi spasial tinggi dan rendah. (c) Orthorectify untuk mengoreksi citra secara geometris, berdasarkan ketinggian geografisnya. Koreksi geometrik jika tidak menggunakan Orthorectify, maka puncak gunung akan bergeser letaknya dari posisi sebenarnya, walaupun sudah dikoreksi secara geometerik. (d) Rotation untuk koreksi geometrik citra karena terjadi pergeseran citra yang terputar, baik searah jarum jam maupun sebaliknya.

Teknik koreksi geometrik triangulasi dilakukan koreksi secara linear dalam setiap segitiga yang dibentuk oleh tiga GCP dan daerah yang mempunyai kesalahan geometric besar diberikan GCP lebih banyak. Persyaratan pengambilan titik di lapangan adalah (a) teridentifikasi jelas pada citra satelit, (b) wilayah harus terbuka agar tidak terjadi multipath, (c) permukaan tanah stabil, tidak pada daerah yang sedang atau akan dibangun, (d) Lokasi pengukuran aman dan tidak ada gangguan

Daftar Pustaka

Danoedoro Projo. 1996. Pengolahan Citra Digital. Yogyakarta. Fakultas Geografi Universitas Gadjah Mada.

Petunjuk Praktikum Pemrosesan Citra Digital. 2009. Prodi Karotgrafi dan Penginderaan Jauh Fakultas Geografi UGM.

Purwadhi Sri Hardiyanti, Sanjoto Tjaturahono. 2009. Pengantar Interpretasi Citra Penginderaan Jauh. Semarang. Pusat Data Penginderaan Jauh LAPAN dan Jurusan Geografi UNS.

Baca juga postingan,Sebelumnya: "Evaluasi Solat Kita"Berikutnya: "Gokart Alternatif Atraksi Wisata Jogja"