Abstrak—  Di  era  teknologi  yang  berkembang  pesat, berbagai metode survei telah banyak digunakan salah satunya dengan  cara  penginderaan  jauh  menggunakan  satelit. Sebagaimana  diketahui  bahwa  proses  perekaman  citra  satelit diliput dari wahana (satelit) yang bergerak di atas permukaan bumi pada ketinggian ratusan kilometer, sehingga menyebabkan  citra  satelit  memiliki  distorsi  geometrik.  Untuk mengurangi  pengaruh  distorsi  geometrik  objek  pada  citra, dilakukan koreksi geometrik dengan cara ortorektifikasi. Pleiades merupakan satelit penghasil citra satelit resolusi tinggi yang  dibuat  oleh  perusahaan  Airbus  Defence  &  Space.  Citra satelit  yang  dihasilkan  memiliki  resolusi  spasial  0,5  meter Sebagai  acuan  bagi  kegiatan  pemanfaatan  ruang  yang  lebih rinci  dari  kegiatan  pemanfaatan  ruang  yang  diatur  dalam Rencana Tata Ruang Wilayah (RTRW), maka dibuat Rencana Detail  Tata  Ruang  (RDTR)  dengan  peta  skala  1:5.000  yang telah  diatur  oleh  Badan  Informasi  Geospasial.  Dalam  proses ortorektifikasi citra satelit untuk pembuatan peta skala 1 : 5000 ini,  digunakan  titik  kontrol  tanah  atau  Ground  Control  Point (GCP)  untuk  proses  koreksi  geometris  dan  data  Digital Elevation Model (DEM).
Pada  penelitian  ini  dilakukan  proses  ortorektifikasi  dengan metode  polinomial  Rational  Function  menggunakan  21  GCP pada  polinomial  orde  2.  Didapat  nilai  RMS  Error  jarak  pada citra  hasil  ortorektifikasi  sebesar  0.419  meter,  tetapi  masih masuk  toleransi  untuk  pembuatan  peta  skala  1:5000  pada  uji statistik  T-Test  dengan  α=5%  &  α=10%.  Didapat  juga  nilai pixel  citra  sebelum  ortorektifikasi  sebesar  0,543592  meter sedangkan setelah ortorektifikasi sebesar 0,500032 meter. Yang berarti, setelah proses ortorektifikasi, nilai pixel sesuai dengan resolusi spasial citra ≈ 0,5 meter.
Kata  Kunci---Ortorektifikasi,  Citra  Satelit,  GCP,  Rational Function, Polinomial

## I. PENDAHULUAN
ebagai acuan bagi kegiatan pemanfaatan ruang yang lebih rinci dari  kegiatan  pemanfaatan  ruang  yang  diatur  dalam  Rencana Tata  Ruang  Wilayah,  maka  dibuat  Rencana  Detail  Tata  Ruang dengan  peta  skala  1:5.000  yang  telah  diatur  oleh  Badan  Informasi Geospasial (BIG). Digunakan skala 1:5.000, dikarenakan pada peta skala lebih besar atau sama dengan 1:5.000, selain blok, juga akan tergambar unsur lainnya seperti saluran dan pagar.
Pleiades  merupakan  satelit  penghasil  citra  satelit  resolusi  tinggi yang  dibuat  oleh  perusahaan Airbus  Defence  &  Space .  Satelit Pleiades  menghasilkan  data  citra  satelit  dalam  dua  moda,  yaitu moda  pankromatik  dan  moda  multispektral.  Citra  satelit  dalam moda  pankromatik  mempunyai  resolusi  spasial  0,5  meter  dengan jumlah  band  yaitu  1  band  (pankromatik),  sedangkan  citra  satelit dalam  moda  multispektral  mempunyai  resolusi  spasial  2  meter dengan jumlah band yaitu 4 band (VNIR – Visible Near Infra Red ).
Citra  satelit  ini  memeliki  spesifikasi  yang  bagus,  sehingga  sering digunakan  dalam  perencanaan  survei  dan  pembuatan  peta  tematik. Citra  satelit  ini  sangat  bagus  untuk  pembuatan  peta  skala  1:5.000 dengan  ketelitian  horizontal  yang  dibutuhkan  sebesar  0,5-2,5m (BIG 2015).
Dalam  proses  ortorektifikasi  citra  satelit  ini,  digunakan  titik kontrol  tanah  atau Ground  Control  Point (GCP)  untuk  koreksi geometris  posisi  x  dan  y.  GCP  ini  memiliki  peran  penting  untuk mengkoreksi  data  dan  memperbaiki  keseluruhan  citra.  Tingkat akurasi  titik  kontrol  tanah  sangat  bergantung  pada jenis GPS yang digunakan  dan  jumlah  sampel  titik  terhadap  lokasi  dan  waktu pengambilan (Hasyim 2009). Untuk pembuatan peta skala 1:5.000, digunakan receiver GPS  geodetik    metode  statik  dengan  lama pengamatan 30-45 menit (BIG 2015). Untuk penambahan infromasi posisi z, ditambahkan data Digital Elevation Model (DEM).  DEM adalah  data  digital  yang  menggambarkan  geometri  dari  bentuk permukaan  bumi  atau  bagiannya  yang terdiri dari himpunan titik  – titik  koordinat  hasil  sampling  dari  permukaan  bumi  dengan algoritma  yang  mendefinisikan  permukaan  tersebut  menggunakan himpunan  koordinat  (Tempfli  1991).  Untuk  pembuatan  peta  skala 1:5.000, dapat digunakan DEM dengan akurasi vertikal 5-10 meter (BIG 2015).
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  melihat  perilaku  pixel  citra sebelum  dan  setelah  dilakukan  ortorektifikasi,  dari  sisi  geometris dan  visual.  Sehingga  dapat  dianalisa  perbedaan  jarak  pengukuran dengan jarak citra hasil ortorektifikasi.

## II. METODOLOGI PENELITIAN

## A. Lokasi Penelitian
Lokasi  penelitian  ini  dilakukan  di  Kabupaten  Lumajang,  Jawa Timur.  Dimana  koordinat  kota  ini  terletak  pada  112°53'  -  113°23' Bujur Timur dan 7°54' - 8°23' Lintang Selatan.
Lokasi  penelitian  di  Kota  Lumajang  ini  merupakan  salah  satu alasan dilakukannya ortorektifikasi dan bukan rektifikasi biasa saja. Dikarenakan bentuk relief yang bervariasi dari ketinggian 0 – 2000 meter.
Secara  administratif,  Kota  Lumajang  memiliki  luas  sebesar 1.790,90  km 2 yang  terdiri  dari  21  kecamatan.  Wilayah  Kabupaten Lumajang  berbatasan  dengan  wilayah  Kabupaten  lain  diantaranya adalah sebagai berikut :
• Sebelah Utara     :  Kabupaten Probolinggo, Jawa Timur
• Sebelah Selatan    :  Samudra Hindia
• Sebelah Timur    :  Kabupaten Jember, Jawa Timur
• Sebelah Barat   :  Kabupaten Malang, Jawa Timur Untuk  penelitian  kali  ini,  penulis  hanya  menggunakan  1 scene nomer  033  citra  satelit  pleiades  di  Kota  Lumajang  yang  terletak pada  koordinat  113°9'  -  113°20'  Bujur  Timur  dan  7°52'  -  8°18' Lintang Selatan dengan luas area 1078 kilometer 2 .

## Analisa Ketelitian Geometrik Citra Resolusi Tinggi Hasil Ortorektifikasi pada Pembuatan Peta Skala 1: 5000
Achmad Rizal Al Amin, Teguh Hariyanto, Akbar Kurniawan Jurusan Teknik Geomatika, Fakultas Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia e-mail : tgh_hary@yahoo.com, akbar.geodesy@gmail.com
S

## Gambar 1 Lokasi penelitian
B. Data dan Peralatan
1) Data
Adapun  data  yang  digunakan  dalam  penelitian  tugas  akhir  ini, antara lain:
1. Citra  satelit  Pleiades  1-A  scene  033 dengan  ketelitian pankromatik 0,5 meter dan keteitian multispektral 2 meter di Kabupaten Lumajang sisi Timur.
2. Data DEM SRTM/X-SAR dari satelit TerraSAR-X dengan ketelitian  relatif  6m  dan  absolut  16  meter  kabupaten lumajang
3. Data  koordinat  titik  tanah  sebanyak  21  GCP  yang  diukur dengan metode statik selama 30-45 menit.
2) Peralatan
1. Perangkat Keras (Hardware)
• Notebook  untuk  pengolahan  data  citra  satelit,  analisa  data hasil pengolahan, dan penulisan laporan.
2. Perangkat Lunak (Software)
• Global Mapper 15 untuk proses resampling DEM
• PCI  Geomatica  2015  untuk  proses  Pan-Sharpening  dan Ortorektifikasi citra.

## C. Metode Peneitian
Secara  garis  besar  penelitian  ini  dilakukan  dalam  lima  tahapan penelitian, yaitu tahap persiapan yang terdiri dari proses identifikasi masalah,  studi  literatur  dan  proses  pengumpulan  data,  tahap pengolahan  data,  tahapan  analisa  dan  tahap  akhir  berupa penyusunan  laporan.  Untuk  tahap  pengolahan  data  lebih  jelasnya dapat dilihat pada gambar 2

## Gambar 2 Tahapan Pengolahan Data
Berikut adalah penjelasan diagram alir tahap pengolahan data:
1 Pertama,  adalah  pengumpulan  data.  Data  yang  dibutuhkan dalam penelitian kali ini adalah, data citra satelit Pleiades 1-A Kabupaten Lumajang sisi timur, data DEM TerraSAR-X, dan data  koordinat  GCP  dan  ICP  yang  didapat  dari  hasil pengukuran dilapangan.
2 Kemudian memilih GCP dan ICP mana yang akan digunakan. Sesuai  dengan  persebaran  yang  diinginkan  dan  nilai  RMSE dari pengukuran GCP dan ICP.
3 Ortorektifikasi  adalah  proses  koreksi  geometrik  citra  satelit atau foto udara untuk memperbaiki kesalahan geometrik citra yang bersumber dari pengaruh topografi, geometri sensor dan kesalahan  lainnya.  Metode  yang  digunakan  dalam  penelitian kali  ini  adalah Rational  Function .  Sehingga  membutuhkan data GCP sebagai acuan koordinat x,y dan data DEM sebagai acuan koordinat z.
4 Citra  telah  ter-oktorektifikasi  jika  nilai  Root Mean  Square Error (RMSE) bernilai  ≤  2,5  meter.  Ketika  nilai  tersebut belum  tercapai,  maka  cek  titik  hasil  pengukuran  yang menyebabkan kesalahan menjadi tinggi.
5 Ketika  nilai Mean  Square  Error (RMSE) GCP  telah memenuhi  syarat  ≤  2.5  meter,  maka  citra  telah  ter- oktorektifikasi.  Kemudian  dilakukan  uji  ketelitian  geometrik citra  dengan  koordinat  ICP. Ketika nilai Mean Square Error (RMSE) ICP belum  memenuhi ≤  2,5  meter  (skala  peta 1:5.000), maka cek titik hasil pengukuran yang menyebabkan kesalahan menjadi tinggi.
6 Analisa  citra  hasil  ortorektifikasi  meliputi  hasil  nilai  RMSE GCP dan ICP, analisa planimetris, analisa pixel, analisa objek perairan, analisa transformasi, dan analisa objek-objek tinggi.
Dari  hasil  analisa,  dapat  dilihat  perubahan  pixel  citra  sebelum  dan setelah proses ortorektifikasi.

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada  bagian  ini  akan  ditampilkan  hasil  dari  pelaksanaan penilitian yang telah dilakukan

## A. Hasil RMSE Ortorektifikasi
Proses  ortorektifikasi  menggunakan  metode Rational  Function menggunakan Orde 2 ( Bilinear Interpolation ) dengan menggunakan 21 titik GCP.
Berikut merupakan sebaran 21 titik GCP
Gambar 3 a). Citra Resolusi tinggi b). Area Citra c). Persebaran 21 Titik

## GCP
Berikut merupakan nilai RMSE GCP dan ICP pada proses Ortorektifikasi
Tabel 1 Hasil RMSE GCP dan ICP
X RMS Y RMS RMSE GCP X RMS Y RMS RMSE ICP
21 53 0.45 0.72 0.85 0.41 0.63 0.75 GCP ICP Orde 2 (Min 19 GCP)

## B. Analisa Planimetris
Hasil  dan  analisa  planimetris  hasil  ortorektifikasi  dapat  dilihat pada tabel berikut.

## Tabel 2 Analisa Planimetris Citra Hasil Ortorektifikasi
Skala Maksimal Peta Secara Geometrik Masuk Toleransi Peta Skala 1:5000 Skala Maksimal Peta Secara Geometrik Masuk Toleransi Peta Skala 1:5000 Skala Maksimal Peta Secara Geometrik Masuk Toleransi Peta Skala 1:5000 21 53 0.75 1.5 1 : 1.600 Ya 1 : 2.500 Ya 1 : 3.800 Ya
Kelas 1 (0.2mm x
Skala Peta) ICP GCP RMSE ICP (meter) Pergeseran (Pixel) Kelas 3 (0.5mm x Skala Peta) Kelas 2 (0.3mm x Skala Peta)
Dapat  dilihat  bahwa  hasil  ortorektifikasi  citra  tersebut  dapat digunakan untuk pembuatan peta skala 1:5000 pada berbagai kelas ketelitian.

## C. Analisa Ketelitian Jarak dan Uji Statistik T-Test
Pada  penilitan  ini,  dilakukan  analisa  jarak  dari  data  hasil hitungan  GCP  dengan  jarak  hasil  pengukuran  citra  hasil ortorektifikasi.

## Gambar 4 Sampel Jarak pada uji ketelitian jarak
Berikut  adalah  data  perbandingan  hasil  pengukuran  jarak  pada peta citra dan data hasil pengukuran jarak di lapangan :
Tabel 3 Jarak Hasil Perhitungan Posisi Posisi Point X Y Point X Y Jarak Hitungan Kiri Atas Kanan bawah  033_1       738809.01 9127752.2  033_199    756015.73 9086682.8 44528.2451 Kanan Atas Kiri bawah 033_19      757890.45 9127701.3  033_181    743014.81 9087283.7 43068.12625 Tengah Atas Tengah Bawah  033_10    748002.36 9126615.9  033_186    747432.9 9087215.4 39404.62109 Kiri Kanan 033_104 738037.38 9106231.5  033_69     756987.76 9105540.3 18962.97724 Tabel 4 Nilai RMSE Jarak Posisi Posisi Jarak Hitungan Jarak di Citra RMS Error Kiri Atas Kanan bawah 44528.245 44528.530 0.285 Kanan Atas Kiri bawah 43068.126 43067.693 0.433 Tengah Atas Tengah Bawah 39404.621 39405.227 0.606 Kiri Kanan 18962.977 18963.329 0.352 0.419 Rata2 RMS Error
Jika  digunakan  α=5%  dan  derajat  kebebasan  2  (n  =  3),  maka didapat : t γ,1/2α = t 1,  0.05 = 4,303 (dari tabel student t-test). Dengan metode uji dari dua sisi ( two sided test ) dihitung : X 1 = μ – ((t 1 , 0.05 * σx)/√2) = μ – ((4,303 * 0.25)/√2) = μ – 0,761 X 2 = μ + ((t 1 , 0.05 * σx)/√2) = μ + ((4,303 * 0.25)/√2) = μ + 0,761 Jika  digunakan  α=10%  dan  derajat  kebebasan  2  (n  =3  ),  maka didapat : t γ,1/2α = t 2, 0.05 = 2,290  (dari tabel student t-test). Dengan metode uji dari dua sisi ( two sided test ) dihitung : X 1 = μ – ((t 1 , 0.05 * σx)/√2) = μ – ((2,290 * 0.25)/√2) = μ – 0,516 X 2 = μ + ((t 1 , 0.05 * σx)/√2) = μ + ((2,290 * 0.25)/√2) = μ + 0,516
Berikut merupakan pengujian sampel jarak dari barat citra (titik 033_104) ke posisi timur citra (titik 033_69) pada α=5% dan α=10%.
Tabel 5 Hasil Uji t-test pada Sampel Jarak barat  (titik 033_104) ke timur (titik 033_69) pada α=5% dan α=10%
Dari perhitungan Uji-T dengan α =5%, Ho diterima (Ha ditolak) pada pengujian sampel jarak barat ke timur. Dari perhitungan Uji-T
dengan  α  =10%,  Ho  juga  diterima  (Ha  ditolak)  pada  pengujian sampel jarak barat ke timur.
Sehingga  dapat  disimpulkan  bahwa  jumlah  21  GCP  dengan polinomial  orde  2  masuk  toleransi  untuk  pembuatan  peta  skala 1:5000.

## D. Analisa Citra Hasil Ortorektifikasi
Pada  analisa  berikut  akan  disajikan  beberapa  perbedaan  yang signifikasn  antara  citra  sebelum  dilakukan  ortorektifikasi  dengan citra setelah dilakukan ortorektifkasi.

## 1. Perubahan Size Pixel Citra
Berikut  perubahan  ukuran  pixel  setelah  dilakukan  proses ortorektifikasi yang didapat dari 5 sampel titik.

## Gambar 5 Persebaran Titik Sampel
Tabel 6 Perbandingan Ukuran Pixel Sebelum dan Sesudah Ortorektifkasi (Sumber : Hasil Analisa, 2016)
Sebelum Ortorektifikasi Setelah Ortorektifikasi 1 0.543084 0.500152 2 0.543824 0.500064 3 0.543599 0.499870 4 0.543468 0.500064 5 0.543985 0.500011 Rata-Rata 0.543592 0.500032 Titik Sampel Besar Pixel (m)
Dari  tabel  diatas  didapat  bahwa  setelah  ortorektifikasi,  ukuran pixel  menjadi  lebih  mendekati  nilai  pixel  yang  sebenarnya  ≈  0,5 meter  dengan  selisih  nilai  0,032  milimeter  dari  nilai  pixel  yang seharusnya.

## Gambar 6 Perbedaan Bentuk Pixel Sebelum dan Sesudah

## 2. Hilangnya Objek Perairan (Lautan)
Pada  proses  ortorektifikasi,  citra  resolusi  tinggi  akan dikombinasikan dengan data DEM. DEM dengan ketinggian 0 meter memiliki indikasi bahwa wilayah tersbut merupakan daerah perairan (danau, sungai, laut). Pada citra hasil ortorektifkasi, bagian perairan pada  citra  secara  otomatis  akan  terpotong  sehingga  hanya menyisakan objek daratan.
Perubahan tersebut dapat dilihat pada gambar berikut.
Kepercayaan x X1 X2 Keterangan α=5% 18963.329 18962.2166 18963.7379 Diterima α=10% 18963.329 18962.4611 18963.4934 Diterima
Gambar 7 Perubahan Citra Sebelum dan Sesudah Ortorektifikasi dengan

## Hilangnya Objek Lautan

## 3. Pergeseran Posisi Pixel
Pada Proses Ortorektifkasi, terdapat proses rektifikasi yaitu suatu proses  melakukan  transformasi  data  dari  satu  sistem  grid menggunakan  suatu  transformasi  geometrik.  Didalam  proses transformasi  tersebut  terdapat  variabel  pergeseran  (Translasi), Perputaran (Rotasi), dan Skala. Oleh karena posisi piksel pada citra output tidak sama dengan posisi piksel input (aslinya).
Perubahan  posisi  objek  pada  citra  dikarenakan  proses ortorektifikasi citra dapat dilihat pada gambar berikut.

## Gambar 8 Bentuk Relief Citra Sebelum Ortorektifikasi

## Gambar 9 Perubahan Relief Citra Setelah Ortorektifikasi
Dapat dilihat pada citra hasil ortorektifikasi diatas, bahwa bentuk relief  permukaan  tanah  akan  lebih  nampak  timbul  dikarenakan adanya  data  DEM  dan  menyebabkan  kunci  interpretasi  (Rona  atau warna,  Ukuran,  Bentuk,  Tekstur,  Pola,  Tinggi,  Bayangan)  citra semakin menonjol.

## 4. Timbulnya Objek dengan Ketinggian Tinggi
Setelah dilakukan proses ortorektifikasi, kenampakan alam yang tinggi seperti gunung akan terlihat jelas perubahannya.
Gunung  yang  awalnya  rebah/landai  pada  citra  akan  nampak tertarik dan mengerucut setelah dilakukan ortorektifikasi diakrenakan  pixel  yang  memiliki  ketinggian  tinggi  akan  tertarik. Sehingga  gunung  yang  awalnya  rebah  akan  terangkat  sesuai ketinggian data DEM.
Perubahan bentuk tersebut dapat dilihat pada gambar berikut.
Gambar  10  Objek  Gunung  Yang  Terlihat  Rebah  Sebelum  Proses Ortorektifikasi
Gambar  15  Objek  Gunung  yang  Terangkat/  Timbul  setelah  Proses Ortorektifikasi

## IV. KESIMPULAN
Adapun  beberapa  hal  yang  bisa  disimpulkan  dari  penelitian  ini adalah :
1. Pada  proses  ortorektifikasi,  penggunaan  21  titik  GCP menggunakan polinomial orde 2 masuk toleransi uji statistik T- Test  dengan  α=5%  dan  α=10% untuk  pembuatan  peta  skala 1:5000.
2. Pada hasil  ortorektifikasi,  nilai  pixel  citra  sebelum ortorektifikasi  sebesar  0,543592  meter  sedangkan  setelah ortorektifikasi sebesar 0,500032 meter. Yang berarti, setelah di ortorektifikasi nilai pixel sesuai dengan resolusi spasial citra ≈ 0,5 meter.
3. Kenampakan  citra  setelah  ortorektifikasi  memperlihatkan bahwa  bentuk  relief  permukaan  tanah  akan  lebih  nampak timbul dikarenakan adanya data DEM dan menyebabkan kunci interpretasi (Rona atau warna, Ukuran, Bentuk, Tekstur, Pola, Tinggi, Bayangan) citra semakin menonjol.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Badan  Informasi  Geospasial  (BIG).  2015.  Aspek  Perpetaan  Untuk Penyusunan Rencana Detail Tata Ruang (RDTR). Cibinong.
[2] Badan  Standarisasi  Nasional.  2015.  Ketelitian  Peta  Dasar.  Dewan Standarisasi Indonesia. Jakarta.
[3] K.  D.  R.  Ma, and R. X. Li. 2003. “Rational Functions and Potential for  Rigorous  Sensor  Model  Recovery” .  American  :  Department  of Civil and Environmental Engineering and Geo-detic Science, The Ohio State University, Columbus, OH 43210 (li.282@osu.edu).
[4] Th. Toutin a,  R. Chénier, Y. Carbonneau. 2002. “ 3D Models for High Resolution  Images:  Examples  with  Quickbird,  Ikonos  And  Eros ”. Canada : Canada Centre for Remote Sensing.
[5] Turker,  M.  and  A.  O.  Ok.  Tanpa  Tahun. “Comparison  Of  Different Mathematical Models On The Accuracy Of The Orthorectification Of Aster Imagery”. Ankara, Turkey: Hacettepe University.