SIMULASI FUSI CITRA IKONOS-2 PANKROMATIK DENGAN LANDSAT-7 MULTISPEKTRAL MENGGUNAKAN METODE PAN-SHARPEN UNTUK MENINGKATKAN KUALITAS CITRA DALAM UPAYA PEMANTAUAN KAWASAN HIJAU (Studi Kasus Sekitar Kawasan Bandara Ngurah Rai-Badung Bali)
I Wayan Krisna Eka Putra 1 , Romy Fadly 2 , Sri Rezki Artini 3
1 Jurusan Pendidikan Geografi, Undiksha Jalan Udayana, Singaraja-Bali
E-mail address: krisna.ekaputra@yahoo.com
2 Program Studi D3 Teknik Geomatika, UNILA Jl. Prof Dr Soemantri Brodjonogoro 1-Bandar Lampung
3 Program Studi D3 Teknik Sipil, Politeknik Negeri Sriwijaya Jl. Sriwijaya Negara Bukit Besar-Palembang

## Abstrak
Tulisan  ini  bertujuan  untuk  menghasilkan  citra  yang  memiliki  kualitas  lebih  baik untuk  memudahkan  pemantauan  kawasan  hijau  di  sekitar  kawasan  Badara  Ngurah  Rai- Badung  Bali.  Data  yang  digunakan  dalam  proses  fusi  citra  ini  yaitu  citra  Ikonos-2 pankromatik  (resolusi  spasial  1  m)  dan  Landsat-7  multispektral    (resolusi  spasial  30  m). Metode  yang  digunakan  dalam  proses  fusi  citra  ini  yaitu Pan-Sharpen .  Hasil  yang diperoleh berupa citra berwarna dengan resolusi 1 meter yang lebih mudah didigitasi untuk pemantauan luas kawasan hijau.
Keyword : Fusi Citra, Pan-Sharpen , Resolusi Spasial.

## I. Pendahuluan
Indonesia  merupakan  negara  berkembang  yang  pertumbuhan  penduduknya senantiasa  mengalami  peningkatan.  Pertumbuhan  penduduk  yang  terus  meningkat  akan memberikan  tekanan  terhadap  lingkungan  dengan  keberadaan  ruang  yang  selalu  tetap. Disamping itu juga kegiatan alih fungsi (konversi) lahan dan degradasi kualitas lingkungan pun  sulit  untuk  dibendung.  Menurut  Adnyana  dan  Suarna  (2007)  terjadinya  degradasi kualitas  lingkungan  tidak  hanya  dipicu  oleh  jumlah  penduduk  dan  aktivitas  dalam pemanfaatan  sumber  daya  alam,  tetapi  juga  dorongan  dari  masyarakat  dalam  upaya menjaga  kelestarian  lingkungan.  Terjadinya  degradasi  kualitas  lingkungan  merupakan cermin dari maraknya kegiatan konversi lahan pertanian/kawasan hijau di perkotaan.
Salah  satu  wilayah  yang  saat  ini  sedang  mengalami  imbas  dari  konversi  kawasan hijau perkotaan terjadi di sekitar Bandara Ngurah Rai-Badung Bali. Seperti yang diketahui bahwa di sekitar Bandara Ngurah Rai proses perubahan  konversi lahan sangat  sulit  untuk dibendung. Seirama dengan laju pertumbuhan penduduk dan konversi lahan di Kabupaten Badung,  akan  berimplikasi  pada  penurunan  luas  kawasan  hijau.  Sebagai  langkah  nyata kepedulian  terhadap  kawasan  hijau  di  perkotaan,  maka  perlu  dilakukan  pemantauan kawasan hijau  yang ada di daerah perkotaan, tidak terkecuali di  sekitar  kawasan Bandara
Ngurah  Rai.  Proses  pemantauan  kawasan  hijau  tentu  saja  membutuhkan  teknologi  yang efektif  dan  efisien.  Salah  satu  teknologi  tepat  guna  yang  bisa  digunakan  yaitu  melalui pemantauan dengan data penginderaan jauh. Melalui ketersediaan data penginderaan jauh, bisa dilakukan proses digitasi on screen untuk updating data luas kawasan hijau di sekitar kawasan Bandara Ngurah Rai.
Proses  digitasi on  screen dari  data  penginderaan  jauh  mempersyaratkan  adanya citra  resolusi  tinggi,  dimana  melalui  citra  resolusi  tinggi  akan  lebih  memudahkan  dalam proses  interpretasi  serta  digitasinya.  Penyediaan  citra  resolusi  tinggi  seperti Quickbird tentunya membutuhkan biaya yang tidak sedikit, sehingga akan terkendala masalah biaya. Sebagai  sebuah  solusi  yang  bisa  ditawarkan  yaitu  melalui  metode  metode  fusi  citra  yang merupakan  penggabungan  atau  pengkombinasian  data  cakupan  wilayah  yang  sama  yang berasal  dari  berbagai  sensor  satelit  (Prahasta,  2008).  Metode  ini  dipandang  sangat  efektif dan efisien dalam memberdayakan sumber-sumber basis data secara optimal.
Bagaimana  prosedur  yang  dilakukan  serta  hasil  yang  akan  diperoleh?  Melalui pembahasan dalam tulisan ini akan dibahas  mengenai prosedur serta hasil dari teknik fusi citra  Ikonos-2  pankromatik  dengan  Landsat-7  multispektral.  Sebagai  visualisasi  citra Ikonos-2  pankromatik  dan  Landsat-7  multispektral  yang  dimaksud  disajikan  sebagai berikut.
a b
Gambar 1. Visualisasi citra Ikonos-2 pankromatik (a) dan Landsat-7 multispektral (b)
Setelah  dilakukan  teknik  fusi  citra  terhadap  kedua  data  di  atas,  diharapkan  bisa digunakan sebagai data masukan untuk pemantauan kawasan hijau, khususnya mengetahui berapa luas kawasan hijau yang tersedia di sekitar kawasan Bandara Ngurah Rai. Seacara umum  tujuan  yang  ingin  dicapai  dalam  tulisan  ini  adalah  menghasilkan  citra  yang memiliki kualitas lebih baik melalui fusi citra dengan metode Pan-Sharpen, sehingga bisa digunakan  untuk  pemantauan  luas  kawasan  hijau  di  sekitar  kawasan  Badara  Ngurah  Rai- Badung Bali.

## I.1. Arsitektur sistem produksi citra
Citra  satelit  yang  digunakan  dalam  simulasi  fusi  citra  ini  adalah  citra  Ikonos-2 pankromatik  dan  Landsat-7  multispektral.  Lebih  jelasnya  mengenai  arsitektur  sistem produksi masing-masing citra dijabarkan sebagai berikut.
Citra  Ikonos-2  merupakan  produk  dari  satelit  Ikonos-2  yang  dioperasikan  oleh Geoeye. Satelit Ikonos-2 diluncurkan pada tanggal 24 September 1999 di Vandenberg Air Force  Base,  California,  Amerika  Serika .  Satelit  Ikonos  berorbit sunsychronous dengan sudut  inklinasi  98,1 o ,  periode  orbit  98  menit,  ketinggian  orbit  681  km,  dan revisit  time 1 sampai 3 hari. Representasi sistem satelit Ikonos-2, disajikan sebagai berikut.
Gambar 2. Representasi sistem satelit Ikonos-2
(Sumber : http://www.eoportal.org/directory/pres_Ikonos2.html)
Lebih  lanjut  mengenai  produk  dari  satelit  Ikonos-2  yang  menggunakan  sensor  OSA ( Optical  Sensor  Assembly  &  Model  1000  TM  of  OSA )  disajikan  pada  tabel  berikut (Prahasta, 2008 ; 2009).
Tabel 1. Produk Sensor OSA ( Optical Sensor Assembly & Model 1000 TM of OSA )
pada Satelit Ikonos-2 Band Keterangan Domain Spektral Resolusi  Spasial 1 Biru 0.45 - 0.52 µm 4 meter 2 Hijau 0.52-0.60 µm 4 meter 3 Merah 0.63-0.70 µm 4 meter 4 NIR 0.76-0.85 µm 4 meter Pan VNIR 0.45-0.90 µm 1 meter Sumber : Prahasta, (2008 ; 2009); Purwadhi dan Tjaturahono, (2010)
Sementara  citra  Landsat-7  adalah  produk  dari  satelit  Landsat-7  yang  merupakan implementasi lanjutan dari seri satelit-satelit sebelumnya. Satelit yang berorbit sirkular dan sun-synchronous (melintasi  equator  setiap  hari pada jam yang sama) ini diluncurkan oleh Amerika  Serikat  pada  tanggal  15  April  1999  dengan  sudut  inklinasi  antara  98.2°  hingga 99.1°,  ketinggian  705  km  di  atas  ekuator,  periode  orbit  setiap  99  menit,  dapat  mencapai lokasi  yang  sama  setiap  16  hari  ( repeat  cycle ),  dan  resolusi  radiometrik  8 - bit  (DN). Representasi sistem satelit Landsat-7, disajikan sebagai berikut.
Gambar 3. Representasi sistem satelit Landsat-7
(Sumber : www.geocomm.com)
Landsat-7  hanya  dilengkapi  dengan  sensor  ETM+  buatan Rayton  Santa  Barbara  Remote Sensing di Santa Barbara, California (Prahasta, 2008 ; 2009). Produk dari satelit Landsat-7 menggunakan sensor ETM+ disajikan pada tabel berikut.
Tabel 2. Produk Sensor ETM+ pada Satelit Landsat-7
Band Keterangan Domain Spektral Resolusi  Spasial 1 Biru 0.45 - 0.52 µm 30 meter 2 Hijau 0.52-0.60 µm 30 meter 3 Merah 0.63-0.69 µm 30 meter 4 NIR 0.76-0.90 µm 30 meter 5 SWIR 1.55-1.75 µm 30 meter 6 TIR 10.40-12.50 µm 30 meter 7 SWIR 2.08-2.35 µm 30 meter 8 Pankromatik 0.52-0.90 µm 15 meter
Prahasta, (2008 ; 2009); Purwadhi dan Tjaturahono, (2010)
Tahapan  atau  cara  kerja  fusi  citra  yang  dilakukan  disajikan  melalui  diagram  alir sebagai berikut.
Gambar 4. Diagram alir simulasi fusi citra
Berdasarkan diagram alir di atas maka tahapannya dijelaskan sebagai berikut.
1) Identifikasi masalah dan menetapkan lokasi
Pada  tahap  identifikasi  awal,  kegiatan  yang  dilakukan  adalah  studi  pustaka  dan studi literatur untuk menemukan masalah yang relevan menjadi topik pembicaraan saat ini. Berdasarkan  berbagai  studi  literatur  ditetapkan  bahwa  masalah  yang  menjadi  tema  utama
Mulai Identifikasi masalah dan menetapkan lokasi Pengumpulan data Koreksi geometrik Citra Ikonos-2 Citra Landsat -7 terkoreksi Citra Ikonos-2 terkoreksi Fusi citra (Pan-Sharpen) Digitasi on screen
Selesai Citra Landsat-7
dalam tulisan ini adalah mengenai ketersediaan kawasan hijau yang semakin berkurang di daerah  perkotaan,  sementara  data  citra  penginderaan  jauh  yang  dimiliki  belum  bisa dimanfaatkan  sesuai  dengan  keperluan  untuk  pemantauan  kawasan  hijau.  Sebagai  suatu langkah  untuk  pemantauan  terhadap  ketersediaan  kawasan  hijau  serta  pemanfaatan  basis data  citra  yang  ada,  maka  melalui  simulasi  ini  dilakukan  proses  fusi  citra  yang  ditujukan untuk  peningkatan  kualitas  citra  sehingga  bisa  digunakan  dalam  proses  pemantauan kawasan hijau . Objek yang digunakan untuk simulasi ini adalah kawasan Bandara Ngurah Rai-Badung Bali.
2) Pengumpulan Data
Data yang dikumpulkan untuk simulasi ini adalah sebagai berikut.
1. Citra  satelit  Landsat-7  yang  telah  tergeoreferensi,  yang  diperoleh  dari  arsip data Jurusan Pendidikan Geografi, Undiksha-Singaraja.
2. Citra  satelit  Ikonos-2  sekitar  kawasan  Bandara  Ngurah  Rai  yang  telah tergeoreferensi,  yang  diperoleh  dari  arsip  data  Jurusan  Pendidikan  Geografi, Undiksha-Singaraja.
3) Koreksi Geometrik
Koreksi  geometrik  dilakukan  untuk  mendapatkan  ketelitian  posisi  sesuai  dengan proyeksi peta dengan membuat GCP ( Ground Control Point ) pada citra (Purwadhi, 2001). Pada  simulasi  fusi  citra  ini,  dilakukan  penyelarasan  geometrik  dari  citra  Landsat-7  dan citra  Ikonos-2  dengan  melakukan  proses  rektifikasi  menggunakan  program  Er  Mapper. Geometrik  citra  Landsat-7  diproyeksikan  ke  geometrik  citra  Ikonos-2,  dikarenakan  citra Ikonos-2 memiliki kualitas visual lebih baik dari citra Landsat-7, dimana hal ini akan lebih mengarahkan dalam proses koreksi geometrik.
Penyelarasan geometrik dilakukan dengan meletakkan titik-titik GCP citra Ikonos- 2  ke  dalam  citra  Landsat-7  sesuai  dengan  kenampakan  obyek  yang  mudah  diinterpretasi. Sehingga  terjadi  kesesuaian  antara  koordinat  citra  Ikonos-2  dengan  koordinat  citra Landsat-7.  Akurasi  bergantung  pada  jumlah,  penempatan,  dan  persebaran  titik.  Akurasi koreksi  geometrik  biasanya  disajikan  dalam  standar  deviasi  ( Root  Mean  Square  =  RMS ) per  unit  piksel  pada  citra.  Sebagai  visualisasi  proses  koreksi  geometrik  disajikan  melalui gambar berikut.
a b c
Gambar 5. Proses koreksi geometerik : GCP citra Ikonos-2 (a), GCP citra Landsat-7 (b) dan RMS hasil koreksi geometrik (c)
4) Fusi citra
Fusi  citra  dilakukan  melalui  penggabungan  atau  pengkombinasian  data  cakupan wilayah yang sama yang berasal dari berbagai sensor satelit. Metode ini dipandang sangat efektif  dan  efisien  dalam  memberdayakan  sumber-sumber  basis  data  secara  optimal. Teknik fusi yang digunakan adalah metode Pan-Sharpen dengan mengkombinasikan citra digital pankromatik ( band yang beresolusi spasial lebih tinggi) dengan  citra digital multi- spektral  (beberapa band berwarna tetapi memiliki resolusi spasial lebih rendah). Simulasi fusi  citra  untuk  meningkatkan  kualitas  citra  ini  dilakukan  menggunakan  citra  Ikonos-2 pankromatik yang resolusi spasialnya (1 meter ) dengan citra Landsat-7 multispektral yang resolusi spasialnya (30 meter). Setelah data citra yang terkumpul dilakukan proses koreksi geometrik,  maka  dilanjutkan  dengan  proses  fusi  citra.  Proses  untuk  fusi  citra  yang dilakukan dalam simulasi ini, secara bertahap adalah sebagai berikut.
No Tahapan proses fusi citra Visualisasi tahapan 1 Aktifkan tools SFIM Pan Sharpen Wizard.
2 Setelah tools  SFIM  Pan  Sharpen  Wizard diaktifkan,  maka  pada  kotak  dialog  yang  baru muncul,  aktifkan  “ A  Single  multi-band  image file ”, kemudian tekan tombol “ Next ”.
3 Kemudian user akan  dihadapkan  pada  kotak
dialog  kedua,  dimana  dalam  hal  ini user harus menginputkan  citra  multispektral  dan  citra pankromatik  sesuai  dengan  data  yang  digunakan.
Sesuai  dengan  tahapan  tersebut,  bahwa  data Landsat-7 yang bertindak sebagai citra multispektral  digunakan  kombinasi  band  5,4,2, sementara  untuk  citra  pankromatik  menggunakan data  citra  Ikonos-2.  Apabila  kedua  data  citra sudah  diinputkan,  dilanjutkan  dengan  menekan tombol “ Next ”.
4 Pada  kotak  dialog  selanjutnya  akan  muncul pilihan output citra  yang  akan  dihasilkan.  Pada simulasi ini digunakan “ Create RGB Image now ”, kemudian dilanjutkan menekan tombol “ Next ”.
5 Kemudian pada kotak dialog “ SFIM Pan Sharpen
– Adjust RGB Contrast ”, tekan tombol manipulasi tampilan  yaitu  “ Apply  99  percent  stretch ”, kemudian  dilanjutkan  dengan  menekan  tombol “ Next ”.
Tahapan  selanjutnya,  pada  kotak  dialog  “ SFIM
Pan  Sharpen-Create  smoothed  pan  image ”, dilanjutkan dengan menekan tombol “ Next ”.
6 Kemudian pada kotak dialog “ SFIM Pan Sharpen- Output algorithm type ”, aktifkan “ Red Green Blue RGB ”,  dan  dilanjutkan  dengan  menekan  tombol
“ Next”.
Sebagai  tahapan akhir, pada kotak dialog “ SFIM  Pan  Sharpen-Select  new  options ” tekan tombol “ Finish ”. Hasil output citra yang sudah melalui proses fusi citra disajikan sebagai berikut.
a
b
Gambar 6. Hasil proses fusi citra : sebelum fusi (a), sesudah fusi (b)
Kemudian  apabila  di zoom akan  lebih  terlihat  perbedaan  hasilnya.  Visualisasinya  sebagai berikut.
a b
Gambar 7. Perbedaan kualitas citra ketika di zoom (a) sebelum fusi dan (b) sesudah fusi citra
5) Interpretasi hasil
Interpretasi  hasil  fusi  citra  dilakukan  secara  visualisasi  yang  dilanjutkan  dengan proses digitasi on screen . Proses interpretasi hasil dan digitasi yang dilakukan hanya pada kawasan hijau di sekitar kawasan Bandara Ngurah Rai.

## II. Hasil dan Pembahasan
Produk hasil fusi citra menghasilkan virtual dataset citra berwarna dengan resolusi yang  sama  dengan  citra  pankromatiknya.  Hasil  dari  proses  fusi  citra  ini  jauh  lebih  baik daripada citra multispektral  atau citra pankromatik  yang merupakan data mentah sebelum dilakukan  proses  fusi  citra  (Prahasta,  2008).  Sesuai  dengan  data  yang  digunakan  untuk proses  fusi  citra  ini,  yaitu  data  citra  multispektral  resolusi  30  meter  dan  data  citra pankromatik  resolusi  1  meter,  maka  produk  akhir  dari  proses  fusi  citra  ini  adalah  citra berwarna  dengan  resolusi  1  meter.  Lebih  jelasnya  setelah  dilakukan  proses  fusi  citra  dari kedua citra yaitu Ikonos-2 dan Landsat-7, maka hasilnya sebagai berikut.
Citra Pankromatik ( Ikonos-2 ) Citra multispektral ( Landsat-7 ) Hasil fusi citra (metode Pan-Sharpen )
Gambar 8. Komparasi citra sebelum dan sesudah proses fusi citra
Manfaat  hasil  fusi  citra  terhadap  upaya  pemantauan  kawasan  hijau  adalah  lebih memberikan  kemudahan  di  dalam  melakukan  proses on  screen  digitation .  Hal  ini  karena pada proses on screen digitation mempersyaratkan citra yang memiliki resolusi tinggi agar mudah  dikenali  kenampakan  obyeknya.  Sementara  data  awal  yang  dimiliki  belum  bisa memenuhi apa yang dipersyaratkan. Lebih lanjut berdasarkan hasil proses fusi citra, secara visual terlihat dengan jelas bahwa citra hasil fusi sangat memberikan solusi dalam kaitannya untuk melakukan proses on screen digitation pada kedua citra yang belum dikombinasikan melalui metode fusi. Hal ini memberikan pemahaman bahwa melalui citra hasil fusi sangat bermanfaat  dan  menjadi  suatu  solusi  sesuai  dengan  masalah  dalam  tulisan  ini  yaitu mengenai  sulitnya  untuk  melakukan  proses on  screen  digitation kawasan  hijau  pada  citra Ikonos-2 pankromatik dan citra Landsat-7 multispektral. Setelah dilakukan proses fusi citra, maka  citra  hasil  fusi  tersebut  akan  memberikan  kenampakan  obyek  yang  lebih  mudah dikenali/diinterpretasi.
Sebagai  visualisasi  beberapa  kenampakan  kawasan  hijau  yang  sudah  dilakukan proses digitasi on screen disajikan sebagai berikut.
Gambar 9. Visualisasi hasil digitasi sebagian kawasan hijau di sekitar Bandara Ngurah Rai
Kawasan hijau yang sudah terdigitasi
Dari  hasil  proses  digitasi  yang  sudah  dilakukan,  maka  selanjutnya  akan  bisa dihitung  berapa  luas  wilayah  kawasan  hijau  yang  sudah  terdigitasi.  Luasnya  disajikan sebagai berikut.
Luas  sebagian  kawasan hijau  di  sekitar  Bandara  Ngurah Rai  yang  sudah  terdigitasi  adalah 241.005 m 2 . Hal ini hanya bersifat memberikan  pemahaman  bahwa melalui proses fusi citra akan bisa menjadi  solusi  dalam  kaitannya untuk melakukan pemantauan kawasan  hijau.  Untuk  mengetahui berapa  luas  keseluruhan  kawasan hijau  di  sekitar  kawasan  Bandara Ngurah  Rai  bisa  dilakukan  proses digitasi lanjutan terhadap kawasan hijau yang belum terdigitasi.
Gambar 10. Luas kawasan hijau terdigitasi

## III. Simpulan
Produk  akhir  dari  proses  fusi  citra  dengan  menggunakan  metode Pan-Sharpen yaitu  berupa  citra  berwarna  dengan  resolusi  1  meter  yang  lebih  mudah  didigitasi  untuk pemantauan luas kawasan hijau di  sekitar Bandara Ngurah Rai.

## DAFTAR PUSTAKA
Adnyana,  I Wayan Sandi dan Suarsana. 2007. Permasalahan dan Kerusakan Lingkungan Hidup . Pusat Penelitian Lingkungan Hidup Unud : Denpasar.
Prahasta, Eddy. 2009. Sistem Informasi Geografis . Bandung : Informatika.
-------. 2008. Remote Sensing. Bandung : Informatika.
Purwadhi,Sri Hardiyanti. Interpretasi Citra Digital. Jakarta : Gramedia.
Purwadhi,  Sri  Hardiyanti  dan  Tjaturahono  Budi  Sanjoto.  2010. Pengantar  Interpretasi Citra  Penginderaan  Jauh. Lembaga  Penerbangan  dan  Antariksa  Nasional  dan Universitas Negeri Semarang.
http://www.eoportal.org/directory/pres_Ikonos2.html . Diakses  pada  Senin,  9  Desember 2012.
www.geocomm.com . Diakses pada Senin, 9 Desember 2012.