analisa hubungan persentase kandungan lempung

ANALISA HUBUNGAN PERSENTASE KANDUNGAN LEMPUNG
DENGAN NILAI DAN POLA RESPON ESPEKTRAL TANAH PADA
CITRA HYPERION SEBAGIAN DAERAH D.I YOGYAKARTA
Oleh
Alfiatun Nur Khasanah
08/267701/GE/6508
INTISARI
Fraksi lempung memiliki diameter kurang dari 2 mikron dan merupakan fraksi yang
paling kecil dalam tanah. Fraksi ini memiliki peran penting dalam perkembangan
tanah, walaupun komposisinya lebih kecil dibandingkan dengan keseluruhan
komposisi dalam tanah. Pemetaan fraksi tanah ini sangat penting untuk perencanaan
dan monitoring lingkungan. Pemetaan secara tradisonal dinilai kurang efisien, oleh
karenanya digunakanlah data penginderaan jauh. Informasi spektral yang tinggi pada
citra hiperspektral dapat digunakan untuk mengidentifikasi respon spektral tanah
secara lebih detil. Walaupun begitu, nilai pantulan pada citra bergantung pada
karakteristik material tanah, kondisi tutupan lahan, serta kondisi atmosfer. Disisi lain,
pengolahan citra hiperspektral lebih kompleks daripada citra multispektral. Hal ini
disebabkan oleh dimensionalitas data yang besar.
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menganalisa hubungan antara persentase
kandungan fraksi lempung dengan nilai dan respon spektral tanah serta mengetahui
akurasi dari pemetaan sebaran fraksi lempung pada citra. Citra yang digunakan
adalah citra Hyperion perekaman 29 Oktober 2009 dengan daerah liputan di sebagian
wilayah D.I Yogyakarta. Dari 242 saluran, hanya 118 saluran yang digunakan dalam
penelitian ini. Citra dikoreksi atmosferik dengan metode FLAASH dan dikoreksi
geometri dengan metode nearest neighbor resampling. Metode PCA juga dilakukan
untuk mengurangi dimensionalitas data. Sebanyak 30 sampel tanah dikumpulkan
pada lahan terbuka dengan lima jenis bentuklahan yang berbeda. Penentuan lahan
terbuka dilakukan dengan analisa piksel murni, interpretasi visual serta
menggunakan transformasi NDVI. 17 sampel digunakan sebagai masukan dalam
regresi linier dan sisanya digunakan untuk menguji akurasi.
Respon spektral tanah memiliki pola yang sama di semua sampel yaitu mulai menaik
dari spektrum tampak hingga inframerah dekat, kemudian menurun pada spektrum
inframerah tengah. Kandungan fraksi lempung yang tinggi menyebabkan tingginya
kandungan air yang kemudian secara tidak langsung menurunkan intensitas pantulan
pada seluruh panjang gelombang, terutama pada rentang spektral 2,1-2,3 µm. Saluran
yang memiliki korelasi paling tinggi ditunjukkan oleh band 217 (2,324 µm) dengan
koefisien regresi sebesar 0,67. Namun, akurasi tertinggi pada pemetaan dengan
regresi linier sederhana ditunjukkan oleh band 214.dengan Standard Error 14,78 dan
akurasi maksimum 52,33 %. Penggunaan regresi berganda terbukti mampu
meningkatkan akurasi. Akurasi terbesar pada model ini ditunjukkan oleh model 4,
dengan masukan band 13 dan 214, dengan Standard Error 13,66 dan akurasi
maksimum 55,93%.
Kata Kunci: Hyperion, Fraksi Lempung, Pola spektral, Regresi.
iv
RELATIONSHIP ANALYSIS BETWEEN PERCENTAGE CONTENT OF
CLAY WITH SPECTRAL VALUES AND SPECTRAL PATTERNS OF SOIL
IN HYPERION IMAGE ON PART AREA OF YOGYAKARTA
By
Alfiatun Nur Khasanah
08/267701/GE/6508
ABSTRACT
Clay fraction diameter has diameters less than 2 micron and it is the smallest
fraction in soil. It takes an important role in the development of soil, even though the
composition is smaller if it is compared to the overall composition of the soil. Soil
fraction mapping is extremely important for environment planning and monitoring.
Traditional mapping is less efficiently, thus remote sensing data are needed. High
spectral information of hyperspectral data can be used to identify the spectral
response of land detailly. Nevertheless, the image reflectance value depends on the
characteristics of soil material, land cover condition, as well as atmospheric
condition. On the other hand, hyperspectral image processing is more complex than
multispektral image. This is caused by its large data dimensionality.
The objective of this research is to analyze relationship between content of clay
fraction percentage with spectral response and spectral values and also to map the
distribution of clay fraction based on the image. This research used Hyperion image
with date of record 29 October 2009, covering parts of D.I Yogyakarta. Hyperion
has 242 channels, but only 118 channels are used in this study. Atmospheric
correction is done by FLAASH method and geometric correction is done by nearest
neighbor resampling method. PCA also carried out to reduce dimensionality of data.
30 soil samples were collected from open land with five different landform of type.
An open land is determined by pure pixel analysis, visual interpretation and NDVI
transformation. 17 samples were used as input to the linear regression and its rests
were use on map accuracy testing.
Spectral patterns of soil has the same pattern in all samples, which starts increasing
in visible to infrared spectrum, then decreases in middle infrared spectrum. A high
content of clay fraction causes a high moisture content, then it indirectly decreases
reflectance intensity in all spectral range, particularly on the 2.1-2.3 πm. Channels
that have the highest correlation is indicated by the bands 217 (2,324 m), with
coefficient regression value 0.67. But the highest accuracy in mapping with linear
regression model is indicated by band 214 that has Standard Error 14.78% and the
maximum accuracy value 52,33%. The using of multiple regression is proven to be
able to increase the accuracy. The highest accuracy on this model is showed by the
model 4, with input band 13 and 214, which has standard error 13.66% and
maximum accuracy 55,93%.
Keyword: Hyperion, Clay Fraction, Spectral Pattern, Regression
iii