datacitramateri2

MATERI II

CARA PEROLEHAN DAN KARAKTERISTIKNYA
(CITRA DIGITAL)

Citra digital adalah citra yang di peroleh,disimpan,dimanupulasi, dan ditampilkan dengan baris logika biner. Citra digital sekarang juga biasa di peroleh melalui berbagai macam kamera digital deangan harga murah bahkan yang bias kita lihat yaitu dengan kamera telepon seluler.citra digital biasa di hasilkan melalui bantuan pemindai atau skaner (scanner).

Citra digital pengindraan jauh adalah citra yang menggambarkan kenampakan permukaan bumi,dan di peroleh melalui proses perekaman pantulan,pancaran,ataupun hamburan balikgelombang elektromagnetik dengan sensor sensor optik-elektronik yang terpasang pada suatu wahana, baik itu wahana di menara,pesawat udara maupun wahana ruang angkasa .Citra digital pengindraan jauh biasa di peroleh dari system perekaman melaui sensor yang biasa di pasang pada pesawat terbang ataupun satelit.

Citra dalam format digital ini biasanya di simpan dalam media magnetik,optic, atuapun media lainnya(disket,hard disk,compact disk,CCT atau computer compatible tape,optical disk dan flash disk) serta dapat ditampilkan dalam bentuk gambar pada layar monitor computer.

I. CARA MEMPEROLEH CITRA DIGITAL

Citra digital merupakan dua dimensional dari objek yang sudah ada.salah satu contoh alat yang paling umum untuk mengubah kenampakan bukan digital menjadi citra digital adalah skaner. Skaner adalah suatu alat optic elektromagnetik  yang dapat di pakai untuk menangkap informasi pantulan atau pancaran gelombang elektromaknetik dari suatu permukaan secara tidak serentak. Tidak serentak maksudnya addalah bagian demi bagian yang di rekam oleh sensor secara berurutan  sebagai fungsi waktu. Contoh dari perekaman seperti ini ialah CCD area array pada kamera digital yang dapat dengan mudah di peroleh paada took took kamera dan elektronik atau computer. Contoh CCD,baik yang berupa deret linier seperti yang biasanya di gunakan pada skaner meja maupun yang berupa susunan bidang, seperti yang biasa digunakan pada kamera digital maupun image digitizer. CCD deret linier maupun susunan bidang terdiri atas 2048 elemen dan telah diperbesar.

Kemampuan komputer dalam mengubah informasi pantulan atau pancaran elekromagnetik berbeda beda. Pada saat ini, umumnya sensor bekerja dalam satuan bit. Bit (binary digit) adalah satuan terkecil informasi yang mengekspresikan apa ada tidaknya arus yang masuk, dan hanya mempunyai dua kemungkinan informasi 0 dan 1. Nol dapat berarti mati tidak ada arus masuk dan 1 dapat berarti hidup, ada arus. Informasi yang di sampaikan oleh arus ini disimpan dalam register. Dallam system 1 bit, komputer hanya dapat memperoleh 2 kemungkinan informasi : hidup atau mati.

Dalam sistim berbasis 2 bit, komputer dapat memperoleh kemungkinan 2²=4 sedangkan pada system 1 bit 2¹=2. Kemungkinan pertama adalah semua mati,kemungkinan kedua adalah satu mati-satu hidup,dan kemungkinan terakhir adalah semua hidup. Pada sistim 8 bit terdapat 2⁸(=256) kemungkinan pada setiap data. Apabila sensor menerima sinyal pantulan yang sangat lemah hingga tidak dapat mengindranya maka tidak ada arus listrik yang masuk pada register. Seluruh sel pada register tersebut bernilai 00000000 atau bernilai 0 pada system decimal,yang di beri kode berwarna hitam atau sangat gelap.apabila sensor menerima sinyal seluruh sel pada register terisi arus maka sel sel tersebut akan bernilai 11111111, yang berarti bernilai 225, nilai 225 ini di tampilkan sebagai rona putih atau sangat cerah.

II. CARA MENYIMPAN  CITRA DIGITAL

            Informasi dengan basis 8 bit disimpan dalam byte. Byte dalah satuan informasi yang terdiri atas 8 bit (8 byte) tiap data akan di simpan dalam byte yang terpisah. Dengan kata lain setiap 1 piksel akan di simpan sebagai 1 byte. Nilai 1 kolobyte (1 kb) sama dengan nilai 2¹⁰=1024. Jika satu citra terdiri atas 500 kolom dan 1200 baris piksel maka di butuhkan kapasitas penyimpanan sebesar 500 x 1200 = 600.000 byte.

            System penyimpanan citra dengan baris kolom piksel seperti ini disebut dengan system reaster atau teselasi, dimana tiap unsur data yang di sebut piksel disimpan dengan alamat yang jelas dan konsisten, menurut posisinya dalam baris dan kolom. Mengingat system penyimpangan ini mempunyai keuntungan dalam hal kemudahan pengalihan format,askes dari satu perangkat lunak ke perangkat lunak lainya juga manupulasi maka di kembangkanlah variasi cara penyimpangannya, meskipun masih dalam format reaster.

            Kebutuhan akan system penyimpangan yang sangat efisien semakin terasa dengan dingunakan sensor multisaluran. Variasi ini tergantung pada saluran yang di gunakan. Misalkan suatu system sensor mempunyai 3 saluran maka berkas citra yang di hasilkan akan mengandung informasi ketiga saluran tersebut.

III. BAND SEQUENTIAL (BSQ)

Pada format BSQ citra yang di hasilkan dari setiap salurandisimpan sebagai berkas atau file yang terpisah. Urutan penyimpangan data pun dilakukan muali dari baris pertama saluran 1, baris kedua,baris ketiga,…. Baris terakhir. Data ini disimpan sebagai file saluran 1. Kemudian mulai lagi dari baris pertama,untuk saluran ke 2, sampai dengan baris terakhir. Jadi, pada system 3 saluran, di hasilkan 3 berkas citra.

IV. BAND INTERLEAVED BY  LINE(BIL)

            Pada format BIL,penyimpanan dilakukan mulai dari baris pertama saluran 1, kemudian dilanjutkan dengan baris pertama saluran ke 2,…. Baris pertama saluran n. Setelah itu,di lanjutkan dengan baris kedua saluran 1,baris kedua saluran 2,… baris kedua saluran n. begitu seterusnya, sampai baris terakhir saluran n selesai di simpan. Dengan format BIL, seluruh data citra pada n saluran saluran akan di simpan sebagai 1 berkas.format BIL untuk saluran tunggal (n=1) Dengan demikian, akan sama dengan format BSQ

V. BAND INTERLEAVED BY PIXEL(BIP)

            Pada prinsipnya,format BIP ini memiliki kemiripan dengan format BIL. Hanya saja selang selingnya bukan lagi per baris, melainkan per piksel.penyimpangan mulai dari piksel pertama pojok kiri atas baris pertama saluran 1,piksel pertama baris pertama saluran 2,…..piksel pertama baris pertama saluran n.Begitu seterusnya , sampai piksel terakhir baris terakhir saluran 1,pikesel terakhir baris terakhir saluran 2,….piksel baris terakhir saluran n. sama halnya dengan BIL, disini seluruh data citra pada n saluran di simpansebagai satu berkas

BAGAIMANA DATA DIGITAL DI TAMPILKAN SEBAGAI GAMBAR

Citra byte (byte map) memerlukan suatu media yang dapat menggambarkan secara visual dan mudah ditangkap oleh indra penglihatan.  Perangkat lunak pengolahan citra membaca kembali byte demi byte pada data digital citra itu, kemudian menampilkannya sebagai titik titik gambar dengan warna atau tinggkat keabuan tertentu,sesuai dengan nilai byte nya. Biasanya nilainya terbaca pada pojok kiri atas layar monitor.

Pada data digital yang di peroleh dari stasiun penerima, herader ini juga berisi berbagai informasi  perekaman, termasuk tanggal perekaman satelit, kemiringan sensor, dan sebagainya.kesalaha header berakibta pada kesalahan penempatan piksel di sepanjang baris dan kolom layar. Akibat yang tampak di mata adalah distorsi gambar, dimulai dari distorsi lemah sampai dengan gambar yang tak di kenali lagi

KONSEP RESOLUSI

Resolusi spasial adalah ukuran terkecil objek yanga masih terdapat terdeteksi oleh suatu system pencitraan. Semakin kecil ukuran objek yang terdeteksi, semakin halus atau tinggi resolusi spasialnya.begitu pula sebaliknya semakin besar ukuran objek terkecilyang terdeteksi, semakin kasar atau semakin rendah resolusinya contohnya citra satelit spot dan  citra satelit landsat  tm dimana satelit spot mempunyai resolusi 10-20 meter sedangkan landsat 30 meter.

Secara umum sering di katakana pula bahwa dengan ukuran resoluli ini objek yang lebih kecil dari pada resolusi tersebut  (misalnya 79 meter ) tidak akan di kenali atau di presentasikan objek itu sendiri secara individual.objek yang yang berukuran kurang dari resolusi spasial tersebut akan tercatat sebagai satu sel penyusun citra yang sebenarnya memuat informasi beberapa objek.

Semakin besar resolusinya, semakin besar kemungkinan suatu citra untuk menghasilkan mixel menunjukan ukuran minimum objek yang di butuhkan untuk dapat di presentasikan sebagai satu piksel murni. Dimana orientasi medan melintang secara diagonal, memotong sudut sudut piksel

HUBUNGAN ANTARA RESOLUSI SPASIAL DENGAN SKALA CITRA

·         Skala foto udara

Skala foto udara dihitung pada film, yang berfungsi sebagai detector pada system foto grafi. Jadi , skala menurut perhitungan ini tidak digunakan pada foto tercetak,yang kadang kadang di hasilkan melalui perbesaran atau pengecilan, serta kadang kadang memberikan kualitas visual yang bervariasi tergantung pada kualitas kertas fotonya sehingga berpengaruh pada penilaian atas resolusinya.

Sebagai contoh, suatu foto udara di ambil dari ketinggian 3.000 m terhadap permukaan medan dengan menggunakan lensa berpanjang focus 150mm. skala foto yang di hasilkan adalah 0,150m/3000m atau 1:20.000. skala ini biasanya disebut dengan skala kontak karena setara dengan skala foto yang di hasilkan pada proses cetak kontak sehingga skala foto sama dengan skala film.

Film untuk pemotretan udara biasanya mempunyai resolusi spasial tertentu, yaitu antara 100 hingga 150 lp/mm. satuan lp/mm menyatakan banyaknya pasangan garis yang dapat terdeteksi pada interval 1mm, karena gerakan wahana dan getaran kamera yang terpasang, resolusi film bias menurun sehingga secara efektif terhitung 40 lp/mm (Aronoff, 2005)

·         Skala citra

Citra digital tidak mempunyai skala definitive, karena bisa di tampilkan dan di cetak pada sembarang skala. ,meskipun demikian, ada konsep ground sample distance (GSD) dimana GSD pada saat citra di peroleh merupakan fungsi skala. GSD merupakan jarak di lapangan yang di wakili oleh lebar suatu piksel. Citra mempunyai piksel yang ukurannya mewakili ukuran 30 m x 30 m  di lapangan maka GSDnya adalah 30 m. semakin kecil ukuran GSD, semakin halus detail yang dapat di tangkap oleh suatu sistemn atau semakin tinggi pula resolusi spasialnya. meskipun demikian, citra digital jarang disajikan pada skala kamera atau skala kontak karena terlalu kecil untuk pengamatan nyaman di mata.

Ø  RESOLUSI SPEKTRAL

Sesuai dengan namanya, resolusi spekral adalah kemampuan suatu  system optic elektronik untuuk membedakan informasi objek berdasarkan pantulan atau pancaran spektralnya. Dapat di katakan bahwa semakin banyak jumlah salurannya semakin tinggi kemugkinannya untuk membedakan objek berdasarkan respons spektralnya. Dengan kata lain, semakin sempit interval panjang gelombangnya dan atau semakin banyak jumlah salurannya, semakin tinggi pula resolusi spektralnya

Ø  RESOLUSI RADIOMETRIK

Kemampuan sensor untuk mencatat respons spectral objek dinyatakan sebagai resolusi radiometric. Sensor yang peka dapat membedakan selisih respons yang paling lemah sekalipun. Kemampuan sensor ini secara langsung dikaitkan dengan kemampuan koding yaitu mengubah identtas pantulan atau pancaran spectral menjadi angka digital. Kemampuan inio dinyatakaan dalam bit.

System koding 4 bit akan mengubah intensitas pantulan atau pancaran menjadi 2⁴=16 tingkat, yang terlemah diberi kode 0, dan yang tertinggi di beri kode 15.sensor kemampuan 8 bit denga sinyal julat intensitas yang sama akan di ubah menjadi citra denga 2⁸=256 tingkat kecerahan dimana 0 adalah sinyal terlemah dan 255untuk sinyal terkuat tampak putih .salah satu contohnya landsat generasi I( landsat 1,2, dan 3) mempunyai kemampuan koding 128 tingkat untk mss4,mss5, dan mss6serta hanya 64 tingkat untuk mss7.untuk saat ini sudah banyak satelit yang di hasilkan dalam 11 bit koding (2048 tingkat) misalnya citra ikonos, qiukbird, dan orbview.

Ø  RESOLUSI TEMPORAL

            Resolusi temporal adalah kemampuan suatu system untuk merekam ulang daerah yang sama. Satuan resolusi temporalnya adalah jam atauhari. Satelit GMSdapat merekam daerah yang sama selama dua kali sehari. Satelit lansad msss dan tm setiap 18 hari sekali untuk generasi 1, dan 16 hari sekali untuk generasi 2. Satelit SPOTmampu merekam ulang setiap 26 hari sekali dalam system operasi normal, tetapi tetapi dapat pula beberapa hari berturut turut dengan mekanisme perekaman  menyamping (Brachet 1984).

Ø  RESOLUSI LAYAR

Resolusi layar adalah kemampuan monitor dalam menyajikan kenampakan objek pada citra secara lebih halus semakin tinggi resolusi layarnya, semakin tinggi kemampuannya untuk menyajikan gambar dengan butir butir halus. Kualitas paling tidak di tentukan oleh dua parameter yaitu tingkat bit dan resolusi layarnya. Monitor dan bit mampu menampilkan 256 warna atau tingkat kecerahan, sementara 24 bit mampu menampilkan 2²⁴ warna atau sekitar 16,677 juta warna.. media magnetic masih perlu di tampilkan pada layar monitor untuk di analisis secara interaktif.biasanya ukuran piksel layar sebesar 0,26milimeter sudah dapat di katakan memadai untuk studi pengindraan jauh, layar monitot ini  dikendalikan oleh GRAPHIC CARD. Dengan GRAPHIC CARD yang berbeda, kadang kadang suatu layar monitor resolusi tinggi dapat di emulasikan menjadi layar monitor reolusi menengah

datacitra

Herley enimemy

2014 64 001

MATERI I

PENGOLAHAN DAN INTERPRETASI CITRA

      Citra

Citra adalah obyek atau gambar yang dibuat oleh seseorang

Berikut adalah pengertian citra menurut parah alhi :

Ø  Hornby (1974)

-          Keserupaan atau tiruan seseorang atau sesuatu barang terutama yang dibuat dari kayu, batu, dsb.

-          Gambaran mental atau gagasan, konsep tentang sesuatu barang yang dibuat seseorang.

-          Gambaran yang tampak pada cermin atau melalui lensa kamera.

Ø  Simonett et. al. (983)

-          Gambaran obyek yang di buahkan oleh pantulan atau pembiasan sinar yang difokuskan oleh sebuah lensa atau sebuah cermin.

-          Gambaran rekaman sesuatu objek ( biasanya berupa gambar pada foto ) yang dibuahkan dengan cara optic elektronik, optic mekanik. Pada umumnya elektronik  digunakan bila radiasi elektromagnetik yang dipancarkan atau dipantulkan dari suatu objek.

Ø  Citra sebagai keluaran sebagai perekaman data dapat bersifat (MUR92)

-          Optic berupa foto

-          Analog berupa sinyal video seperti gambar pada monitor televise

-          Digital yang dapat langsung disimpan pada suatu pita magnetic

Berdasarkan sifat diatas maka citra dapat di golongkan atas citra diam dan citra bergerak.

·         citra diam adalah citra tunggal yang tidak bergerak

·         citra bergerak ( moving images ) adalah rangkaian citra diam yang ditampilkan secara berurutan ( seluencial ) sehingga memberi kesan pada mata lensa sebagai gambar bergerak.

v  Pengolahan Citra

Pengolahan citra adalah pemprosesan citra khususnya dengan menggunakan computer, menjadi citra yang kualitasnya lebih baik.  Sebagai contoh citra burung nuri pada gambar 1.2 (a) tampaknya agak gelap lalu dengan operasi pengolahan citra kontrasnya diperbaiki sehingga menjadi lebih terang dan tajam (b).

Ø  Tujuan Pengolahan Citra

Umumnya operasi – operasi pada pengolahan citra diterepkan pada citra dimasukan untuk (JA189)

-          Elemen di dalam citra perlu dikelompokan, dococokan atau diukur.

-          Perbaikan atau memodifikasi citraperlu dilakukan untuk meminingkatkan kualitas penampakan atau untuk menonjolkan beberapa aspek informasi yang terkadang di dalam citra.

-          Sebagai citra perlu digabung dengan bagian citra lain.

Dalam bidang computer ada 3 bidang studi yang berkaitan dengan data citra namun tujuan yang berbeda – beda.

1.      Grafika computer ( computare graphies )

2.      Pengolahan citra ( image processing )

3.      Pengenalan pola ( pattern recognition / image interpretation )

§    GRAFIKA KOMPUTER

Grafika computer bertujuan menghasilkan citra ( lebih tepat disebut dengan grafik atau picture ) dengan primitive – primitive geometri seperti garis , lingkaran, dsb.

Primitive –primitif geometri tersebut memerlukan data deskritif untuk menulis elemen – elemen gambar

Contoh data deskriftif adalah koordinat titik panjang.

§    PENGLAHAN CITRA

Pengolahan citra bertujuan memperbaiki kualitas citra agar mudah diinterpretasi oleh manusia atau mesin ( dalam hal ini computer ).

-          Teknik – teknik pengolahan citra mentransformasikan citra menjadi citra lain. Jadi masuknya citra dan keluarnya juga citra , namun citra keluar mempunyai kualitas lebih baik dari pada citra sebelumnya ( citra masuk ).

Termasuk ke dalam bidang ini adalah pemampatan citra ( image comp ).

§    PENGENALAN POLA

Pengenalan pola adalah mengelompokan data numeric dan simbolik (termasuk citra) secara otomatis oleh mesin ( computer ). Tujuan pengelompokan adalah untuk mengenali suatu objek di dalam citra.

Kemampuan system visual manusia inilah yang dicoba computer untuk menerima masukan berupa citra objek yang diterima.

               Citra    →pengenalan pola    →deskripsi objek

      Defenisi Interpretasi Citra

Interpretasi citra adalah perbuatan mengkaji foto udara atau citra.

Interpretasi citra yang dikaji adalah citra yang mendektesi, mengidentifikasi.

Ø   Pengenalan objek pada citra

Ada tiga rangkaian : deteksi, identifikasi, dan analisis.

-          Deteksi adalah pengamatan atas adanya suatu objek misalnya pada gambar terdapat objek yang bukan air.

-          Identifikasi adalah upaya memberikan objek yang telah dideteksi dengan menggunakan keterangan yang cukup. Dan berhubungan berdasarkan bentuk ukuran dan letak objek yang tampak.

-          Pada tahap analisis dikumpulkan keterangan lebih lanjut misalnya dengan mengamati jumlah panjangnya.

      Computer vision dan hubungan dengan pengolahan dan interpretasi citra.

Terminology lain yang berkaitan erat dengan pengolahan citra adalah computer vision. Pada hakekatnya computer vision mencoba menemui cara kerja serta visual manusia ( human vision ).

Human vision sesungguhnya sangat kompleks. Manusia melihat objek dengan indera pengelihatan ( mata ) lalu citra objek diteruskan ke otak untuk di proses.

Computer vision merupakan proses otomatis yang mengintergrasikan sejumlah besar prose untuk persepsi visual, seperti akusisi citra, pengolahan citra, klasifikasi pengenalan ( recogunition ) dan membuat keputusan

Computer vision terdiri dari teknik –teknik untuk mengestimasikan ciri – ciri objek di dalam citra, pengeluaran ciri yang berkaitan dengan geometri objek dan menginterpretasikan informasi geometri tersebut. persaman berikut :

                       

                        Vision   =  geometri  +  mea surment  +  interpretation

Proses – proses didalam computer vision ada 3  yakni :

-          Memperoleh atau mengakuisisi citra digital

-          Melakukan teknik komputasi untuk memproses atau memodifikasi data citra ( operasi – operasi pengolahan citra ).

-          Menganalisis dan menginterpretasikan citra dan menggunakan hasil pemprosesan untuk tujuan tertentu, misalkan memadu robot, mengontrol peralatan, memantau proses manufaktur, dll.

Ø  Operasi citra

1.      Perbaikan citra

-                  Perbaikan kontras gelap atau terang

-                  Perbaikan tepian objek

-                  Penajaman

-                  Pembiasan warna semu

2.      Pemugaran citra

-                  Menghilangkan atau meminimumkan cacat pada citra

a. penghilangan kesamaran

b. penghilangan derau

3.      Penampatan citra

4.      Segmentasi citra

5.      Pengorakan citra

-                  Pendektesian tepi objek

-                  Ekstrasi batas

-                  Representasi daerah