PENGGABUNGAN CITRA (IMAGE FUSION) DAN KOMPOSIT WARNA ALAMI PADA CITRA SPOT5\HRG

 

 

Tulisan ini saya tulis berdasarkan pengalaman saya ketika melakukan penelitian tugas akhir S1 di Kabupaten Kulonprogo Provinsi Daerah Istimewa Yogyakarta menggunakan citra SPOT5\HRG.

Penggabungan citra/image fusion merupakan salah satu teknik pemrosesan citra digital yang banyak mendapat perhatian dalam dunia penginderaan jauh. Ini dikarenakan image fusion dapat mengakomodasi kebutuhan citra resolusi tinggi tanpa harus mengusahakan sistem pencitraan dengan resolving power yang tinggi, sehingga dapat menghemat banyak waktu dan biaya. Terlebih kebanyakan sensor-sensor pada satelit sumberdaya alam modern (Landsat 7 ETM+, IKONOS, QUICKBIRD, IRS series, SPOT 1-5, ALOS AVNIR-2/PRISM, Orbview dll) sekarang ini dapat beroperasi pada mode multispectral dan pankromatik secara simultan, sehingga citra dari kedua mode dapat difusikan untuk memperoleh citra sintesis yang mengintegrasikan kelebihan spectral citra multispectral dan kelebihan spasial citra pankromatik. Secara sederhana image fusion dapat didefinisikan sebagai upaya penggabungan dua atau lebih citra yang berbeda dari segi resolusi (terutama spasial, spectral, temporal) ataupun dari segi sistem (optic, SAR) untuk menghasilkan citra baru yang mengintegrasikan kelebihan-kelebihan dari citra asal. Salah satu bagian dari image fusion adalah pan-sharpening atau penajaman citra multispectral dengan menggunakan detil spasial dari citra pankromatik.

Instrumen HRG pada satelit SPOT-5 (sebagaimana instrument pada satelit sumberdayaalam modern yang lain) mampu merekam permukaan bumi pada mode multispectral dengan resolusi spasial 10 meter dan mode pankromatik dengan resolusi spasial 2,5 meter. Salah satu kelemahan dari citra multispectral SPOT (sebagaimana ASTER) adalah tidak dapat memberikan komposit warna alami/natural color composite sebagaimana komposit 321 pada Landsat TM/ETM, IKONOS, Quickbird, dan ALOS AVNIR-2. Hal ini dikarenakan instrument HRG tidak merekam pada spectrum biru (0,4-0,5 nm). Dengan memanfaatkan citra pankromatik yang direkam pada spectrum hijau-merah (0,5-0,7 nm) dan transformasi HSV/IHS (Hue Saturation Value/Intensity Hue saturation), komposit warna alami citra multispectral SPOT5 dan sekaligus resolusi spasialnya dipertajam (dari 10 ke 2,5 meter) dapat diperoleh, sebagaimana nampak pada gambar

 

 

 

 

 

 

 

 

Adapun prosedur yang saya lakukan untuk memperoleh citra turunan dapat dilihat pada diagram alir di bawah. Keseluruhan tahapan pemrosesan citra menggunakan software ITTVIS ENVI 4.3 yang sudah mendukung format standar SPOT5 (DIMAP format).

 

 

 

 

 

 

Adapun dapat diperolehnya efek warna alami pada citra turunan dapat dijelaskan sebagai berikut. Komposit warna yang dipilih sebelum transformasi adalah komposit 432/SWIR-NIR-Red. Karakteristik spectral obyek pada komposit 432 adalah vegetasi berwarna hijau cerah tersaturasi sebagai akibat pantulan yang tinggi pada saluran 3, tanah kering berwana coklat cerah sebagai akibat pantulan yang tinggi pada saluran 3 dan 4, obyek air dan tanah lembab berwarna biru gelap sebagai akibat pantulan yang rendah pada saluran 3 dan 4. Ketika transformasi dilakukan, komponen RGB kemudian dipecah menjadi komponen HIS (gambar 3). Citra pankromatik kemudian dinjeksikan sebagai pengganti komponen intensitas, yang dilanjutkan dengan transformasi balik ke bidang RGB untuk memperoleh citra output. Injeksi saluran pankromatik ini yang menyebabkan munculnya efek warna alami pada citra turunan. Penyebabnya adalah perbedaan karakteristik spectral antara komponen intensitas pada komposit 432 dan citra pankromatik. Komponen intensitas pada komposit 432 mempunyai karakteristik spectral berupa nilai kecerahan yang tinggi pada obyek vegetasi dan tanah kering (pengaruh saluran 3 dan 4) namun sebaliknya pada citra pankromatik sebagai akibat kepekaan spectral yang hanya sampai saluran merah (Gambar 4). Untuk obyek air dan tanah lembab, nilai kecerahannya rendah pada komponen intensitas komposit 432 (serapan yang tinggi pada saluran 3 dan 4), namun relative tinggi pada citra pankromatik (akibat pantulan yang cukup tinggi pada spectrum hijau). Akibatnya,ketika penggantian komponen dilakukan, warna vegetasi di normalisasi sebagai akibat penurunan nilai intensitas menghasilkan warna hijau daun (sebagaimana mata kita mengenali warna daun). Sedangkan warna air di normalisasi mendekati warna air alami sebagai akibat naiknya nilai intensitas.

 

Gambar 3

 

 

 

 

 

 

 

Gambar 4

Sanggahan, kritik, saran, masukan, pertanyaan, koreksi   sangat diharapkan dan dipersilahkan

About these ads

39 thoughts on “PENGGABUNGAN CITRA (IMAGE FUSION) DAN KOMPOSIT WARNA ALAMI PADA CITRA SPOT5\HRG

  1. Terima kasih atas ilmunya ya Om

  2. pixelcooker says:

    sama2 mas agung, dalam waktu dekat ini saya akan posting lagi tentang image fusion, yaitu tentang pembandingan berbagai algoritma pan sharpening

  3. rany says:

    wuah… terima kasih ilmunya jadi tau. hehehe
    tapi bisa gak kalo minta metodologi atau tutorialnya mengenai fusi… :D
    terima kasih banyak…

    • pixelcooker says:

      hehehe, sama2 mbak rani, oo bisa bisa, nanti saya buatkan deskripsi singkat langkah – langkahnya kalau waktunya sudah memungkinkan

  4. mtnugraha says:

    Mas, perkenalkan nama saya Nugraha, saat ini saya sedang mempelajari fusi ini. Saya pernah dapat referensi bagaimana cara membuat natural color atau true color di citra SPOT5 yang memang agak susah buatnya. Dimulai dari penentuan RGB melalui perumusan di ENVI melalui band math, lalu dari ENVI data tersebut di convert jadi bentuk yang bisa diolah di PCI, di PCI saya lakuin fusi dengan menggunakan PANSHARP, nah hasilnya itu mas agak kurang bagus. Warna merah menjadi dominan atau bahkan warna ungu. Yang mau saya tanyakan bisa nggak mas, secara step by step menjelaskan fusi dan komposit secara lengkap untuk image SPOT5, agar kita bisa dapat natural atau true color dari citra SPOT5 tersebut.

    Sesudah dan sebelumnya saya ucapkan terima kasih

    • pixelcooker says:

      Halo mas, terimakasih ya sudah berkunjung, memang blog ini sudah lama belum saya update lagi, baru ada kesibukan jadi belum sempat ngurusin lagi, hehehe

      Mungkin mas bisa share link dari referensi tersebut jika memang ada di internet? nanti biar saya ikut baca, mungkin dari situ bisa saya berikan opini saya.

      Kalau yang saya lakukan sebenarnya cukup sederhana kok mas, saya memakai transformasi IHS (intensity Hue Saturation), dimana untuk perubahan warna diatur oleh komponen Hue, jadi prinsipnya begini, Pada komposit 432 citra SPOT 5, kan band NIR ada pada green Color Space, hal ini menyebabkan vegetasi akan tampak berwarna hijau cerah (akibat pantulan radiansi yang tinggi pada band NIR), nah ketika citra komposit RGB ini dikonvert ke bidang HSI (Hue Saturation, Value), komponen intensity pada obyek vegetasi akan mempunyai nilai yang tinggi sebagai akibat dari nilai kecerahan vegetasi yang tinggi pada band NIR, Nah, sementara citra Pankromatik dari SPOT 5 hanya mencakup julat spektral band green (0.5 – 0.6 mikron) dan band merah (0.6 – 0.7 mikron), nah vegetasi pada citra pankromatik ini akan mempunyai warna yang gelap sebagai akibat serapan yang tinggi pada julat tersebut. nah jika citra pankromatik ini digunakan sebagai pengganti komponen intensity, maka ketika citra dikembalikan ke color space RGB, citra akan otomatis menjadi lebih tajam resolusi spasial nya, sekaligus intensitas warna akan teralterasi (warnanya sendiri tetap, karena warna dikontrol oleh komponen Hue) menjadi karakteristik band2 saluran tampak, sehingga warnanya seperti warna alami (natural color)

      Kalo anda pake Pansharp di PCI, kalau tidak salah pendekatan yang digunakan adalah regresi, dengan menggunakan pendekatan regresi ini maka akan dilakukan analisis korelasi – regresi antara band2 multispektral yang dilibatkan dalam fusi dengan band pankromatik. Untuk kasus SPOT 5, jelas cara ini tidak aplikatif karena julat spektral saluran pankromatik citra SPOT 5 hanya berkisar pada saluran hijau sampai merah, sedangkan saluran multispektralnya terdiri dari 2 saluran visibel, satu saluran NIR, dan satu saluran SWIR, sehingga jika digunakan komposit RGB, bisa dipastikan salah satu saluran tidak akan berkorelasi dengan saluran pankromatik, dan akhirnya malah terjadi distorsi warna. PANSHARP hanya applicable untuk sensor2 yang saluran pankromatik nya menjangkau region NIR seperti Landsat, IRS, Quickbird, IKONOS, dan ALOS AVNIR-PRISM

      Kalo untuk Step2 nya begini mas (Pake ENVI ya)
      1. Buat komposit 432 dari citra multispektral SPOT5
      2. Resample ke resolusi 15 meter pake tool resize data (spatial/spectral)
      3. Konversi ke IHS color Space melalui tool color transform RGB to HSV
      4. Buat komposit baru dengan komponen V adalah citra pankromatik SPOT 5, komponen H tetap dari hasil transformasi RGB ke HSV, dan komponen S juga tetap dari hasil transformasi RGB ke HSV.
      5. Konversi hasil langkah 4 ke color space RGB pake tool color transform HSV to RGB
      6. Selesai

      Semoga dapat membantu :D

  5. Josi says:

    Tolong dong dikasi tau metode-metode apa aja yang digunakan unutk image mosaic

  6. watono says:

    Sebelumnya maaf mas, karena saya sangat awam dengan software untuk pengolahan citra.
    Kasus saya begini mas,
    1. Hasil pansharpening antara citra pankromatik dengan multispektral warnanya tidak natural (seperti kasusu taufik di atas). Gimana solusinya, mohon langkah2nya, hehe…

    2. Kalau metode SFIM langkah-langkahnya seperti apa? (mohon maaf sekali lagi, sy ngoprek2 pake Er Mapper gak nemu2)

    3. Yang pake ENVI jg belum begitu paham mas, hehe…maklum baru belajar….

    Mohon pencerahannya mas ^-^
    Makasih banyak…..

    • pixelcooker says:

      terimakasih pak watono sudah berkunjung :D

      1. mungkin bapak bisa jelaskan lebih detil, tentang citra apa yang digunakan untuk pan sharpening, apakah SPOT-5 juga? seperti yang saya pakai, atau citra lain?, karena setiap citra tentu beda komposisi bands dan kepekaan spektralnya, sehingga metode diatas tidak mesti berhasil bagus untuk citra selain SPOT-5, bapak bisa mencoba SFIM di ER Mapper, Gram Schmidt or Wavelet di ENVI, PANSHARP di geomatica atau Ehlers di Erdas Imagine untuk citra lain.

      2. Untuk mengaktifkan SFIM di ER Mapper bisa dibuka dengan cara mengaktifkan Toolbar ESG color enhance (menu Toolbars>cek pada Toolbar ESG Color Enhance) , saya sebenarnya sudah membuat dalam versi arcgis geoprocessing model, tapi mohon maaf masih ada kendala dalam setting scratch workspace, jadi masih belum saya upload, mungkin nanti bisa saya kirimi bapak lewat email toolbox nya kalau sudah selesai.

      3. Iya pak, hehe, mungkin bisa dijelaskan lebih detil bagian yang belum paham, nanti biar saya coba jelaskan

      terimakasih

  7. wastono says:

    Alhamdulillah, sekarang udah bisa dapet yang natural colornya mas pake Er Mapper.

    Makasih banyak wangsit2 en petunjuknya, hehehe…..

    Nanti kalo ada permasalahan lg, insyaAllah ane tanya2 Lg ^-*

    • pixelcooker says:

      haha, siap gan, :D, sama2,
      kalo berkenan bisa dishare gan hasil sharpening pake ER mapper nya? hehe, pengen liat juga hasilnya kayak gimana

  8. wastono says:

    Mas sy punya masalah Lg nih….seputar proses orthorectifikasi citra spot.
    saya mengikuti langkah2 pada petunjuk PCI (http://www.pcigeomatics.com/support/tutorials/pdf/spot5.pdf), tp koq pas mau baca/nginput imagery.tif (citra spot 5) gak bisa2….,sehingga gak bisa di koreksi geometrik.

    Kira2 mas tahu gak permasalahannya pada apa??
    Saya tunggu jawabannya ^-^

    Matur Nuwun

    • pixelcooker says:

      pertama mas,

      Citra SPOT yang anda gunakan level pemrosesannya apa? level 1A, 1B, atau 2A? dan itu dapat diketahui dari metadata citranya. untuk orthorektifikasi, hanya bisa dilakukan pada citra level 1A, kecuali orthorektifikasi manual, dengan membangun informasi orientasi internal dan eksternal sensor (RPC) dari GCP

      kedua,

      apakah citra yang anda punya juga disertai dokumen metadata dalam format DIMAP (ada file metadata.dim), jika tidak ada tentu saja citra yang anda punya tidak dapat diorthorektifikasi, karena informasi ephemeris sensor yang diperlukan untuk orthorektifikasi tidak ada,

      untuk sementara saya rasa itu dulu yang perlu dicek mas, terimakasih :D

  9. wastono says:

    Oh, gitu yah….
    Memang benar mas, citra spotnya level 2A.

    Oke, makasih banyak mas :)

  10. wastono says:

    Mas, sy Lg belajar pengolahan citra alos juga. Citra yang dipakai adalah ANVIR 1B2R. Permasalahannya ketika diortho gak bisa (file lengkap). Software yang dipakai PCI 10.03. Pertanyaannya :
    - Apakah karena versi PCI yang gak support? Karena berdasarkan petunjuk PCI (kalo gak salah), harus pakai PCI 10.2 atau 10.3.
    - Atau memang level 1B2R sudah gak bisa diortho?

    Syukron

    • pixelcooker says:

      mantab mas anda punya PCI 10.03, software ori ya mas? hehe :D

      citra ALOS AVNIR level 1B2R itu setahu saya sudah terkoreksi radiometrik dan geometrik mas, so dimensi citranya juga sudah berubah, nggak valid lagi untuk di-orthorektifikasi, ditambah tidak adanya informasi RPC sehingga tidak bisa di-ortho, Citra ALOS AVNIR yang mempunyai informasi RPC biasanya yang level 1A (radiometrically corrected, but not geometrically corrected). Setahu saya ALOS AVNIR dan PRISM sudah disupport PCI sejak versi 10.0 , CMIIW,

  11. wastono says:

    kalau yang ori PCI 9 mas, PCI 10 dikasih ama dosen, hehehe….

    Tapi, pada kumpulan datanya ada informasi RPCnya mas (RPC-ALAV2A134782730_O1B2R_U.txt).

    • pixelcooker says:

      oh ada ya? hmmm, berarti seharusnya bisa mas, aku belum pernah nyoba soalnya, hehe, pegang PCI 10 aja belum pernah (ga ada fix nya di internet), plus belum pernah pegang juga data ALOS yang ada RPC nya, mungkin mas bisa coba pake software lain dulu, misalnya ENVI atau ERDAS IMAGINE

      kalo PCI 10 yang mas punya PCI ori, berarti masalah mungkin ada di data, tapi kalo PCI 10-nya hasil crack, mungkin masalah ada di software, karena PCI 10 cracked yang ada di internet setahu saya tidak stabil dan banyak bug-nya

  12. wastono says:

    ga tau ori gaknya, tp stabil c kondisinya. kalo mas mau, ane uploadin deh…skalian buat koleksi, hehe ^-^

    • pixelcooker says:

      wah, saya mau mas, :D , saya tunggu linknya, :D, pengen nge-test nge-test juga nih PCI 10, dari jaman jebot pengen nyobain ga dapat2 :(,

  13. Muhammad says:

    Maaf mas, dari kemarin upload gagal terus, sekarang masih nyoba upload lg.

    Alon-alon asal kelakon :)

  14. Arfian says:

    Kalo pek citra quickbird udah pernah nyoba? Aku kesusahan nih fusi citra quickbird. Bisa tolong dibantu?

    • pixelcooker says:

      sudah pernah mas,

      mungkin bisa dijelaskan dulu, mau pake metode fusi apa? dan dilakukan di software apa maunya?

  15. shanty widyaningsih says:

    saya sedang mencari tahu mengenai teknik image fusion mas..
    Teknik mana yg lebih bagus antara teknik laplacian pyramid, wafelet transform, CEMIF, dan spatial frequency??
    Alasannya kenapa?
    saya ingin membuat aplikasi konversi citra warna ke grayscale dg image fusion untuk mengatur kontrasnya..
    tlg dibantu ya mas ^^
    tlg di reply di email saya :)

    • pixelcooker says:

      kalau mengenai mana yang lebih bagus sebenarnya relatif banget mbak, karena akan sangat tergantung kebutuhan dan aplikasinya, ada aplikasi yang memerlukan kedetilan, ada aplikasi yang lebih memerlukan konsistensi spektral, jadi sulit untuk digeneralisir kalau menurut saya, kebutuhan image fusion untuk medical imaging dan remote sensing juga berbeda, jadi banyak faktor

      nah agar lebih obyektif, musti kita tentukan dulu, hasil fusion yang bagus untuk aplikasi mbak itu parameternya apa aja?, baru setelah itu kita bisa bandingkan mana2 algoritma fusion yang mempunyai dasar dan asumsi yang sesuai, lalu baru dibandingkan mana yang lebih bagus,

      semoga dapat membantu :D

  16. Tjiptawan says:

    Mas saya mau tanya kalo dua citra yang kita gabungkan/fuci itu tahun perekamanya berbeda apa bisa ya???
    Trus mau tanya juga seputar citra ALOS, saya punya citra ALOS format tiff sdah terkoreksi geometrik, pas ditampilin di Arcgis kok nggak bisa ya???cuma item gitu, tapi pas ditampiin di ENVI baik-baik saja, itu kenapa ya mas??,
    mohon penjelasanya,
    sebelumnya terimakasih.

    • pixelcooker says:

      1. bisa banget mas, tapi jika kedua citra berselisih waktu terlalu jauh, dan sudah banyak penutup/penggunaan lahan yang berubah, maka kemungkinan besar hasil fusi tidak akan terlalu bagus, akan muncul bentuk2 kenampakan yang “aneh” (rumah terpotong, jalan tidak nyambung, dll),

      2. Ketika ditampilkan di ArcGIS, coba klik kanan dari layer citra tersebut dan pilih properties, kemudian masuk ke symbology, disitu ada parameter stretching, coba diganti ke histogram equalize atau standard deviation, ArcGIS akan meminta untuk melakukan kalkulasi statistik citra, klik yes, nanti setelah selesai kalkulasi, citra akan ditampilkan dengan benar, sebenarnya tampil dengan sempurna kok di arcgis, cuman stretching belum otomatis di set , sehingga jika Tif nya make yang 16 BIT per band, julatnya nilainya akan terlalu lebar, makanya jadi tampak item, semoga dapat membantu :D

  17. adria says:

    aku mau tanya…..koreksi ortho pake quickbird menggunakan pci geomatica gimana????demnya yg 30 meter…aku cuma ragu ragu aja di kolom P dan L…bisa tlng dijelaskan ngak???makasih

  18. adiana says:

    mas.. saya adiana… saya sangat tertarik dengan fusion… saya mau nanya mas.. jika menggunakan citra ALOS AVNIR difusion dengn PRISM… sama ga ngolahnya dengan citra SPOT 5..? boleh minta tutorialnya ga?/

    • pixelcooker says:

      pada dasarnya prinsip pengolahannya sama, kebetulan juga ALOS AVNIR+PRISM mempunyai resolusi spasial yang sama dengan SPOT5 XS+PAN, hanya kemungkinan hasil fusinya nanti akan berbeda dari kedua satelit tersebut, karena resolusi spektral dari citra pankromatik SPOT PAN dan PRISM yang berbeda, kecuali anda menggunakan teknik2 fusi yang berbasis frekuensi (seperti Wavelet dan SFIM)

      wah kalau tutorial aku nggak ada, pure otodidak, coba dicari di google barangkali ada yang pernah membuat,

  19. ukurbumi says:

    bgm cara fusi citra sesama modis level 1b 250 m (band 1, 2) dengan 500 m (band 3, 4, 5, 6, 7) di er mapper mas, mohon bantuannya

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