(Studi Kasus : Surabaya Pusat)
ANALISA KELAYAKAN PENGGUNAAN CITRA SATELIT WORLDVIEW-2

## UNTUK UPDATING PETA SKALA 1:1.000 (Studi Kasus : Surabaya Pusat)
Qurrata A’yun, Agung Budi C., Udiana Wahyu D. Jurusan Teknik Geomatika, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia Email : agungbc@geodesy.its.ac.id, udiana@geodesy.its.ac.id

## Abstrak
Proses updating peta  garis  skala  1:1.000  membutuhkan  data,  misalnya  citra  satelit  yang  memiliki  resolusi  tinggi. Beberapa bahasan yang dikaji dalam proses updating peta menggunakan data dasar yang berupa citra satelit adalah metode  koreksi  geometrik  dan  ketelitian  planimetris.  Ketelitian  planimetris  citra  satelit  didapatkan  dengan caramenghitung  RMSEperbedaan  pengukuran  beberapa  jarak  hasil  digitasi  pada  citra  dengan  beberapa  jarak  yang sama yang diukur di lapangan.Nilai RMSE tersebut akan dibandingkan dengan ketelitian planimetris peta skala 1:1.000 yang bernilai 0,3 mm pada skala peta (BPN, 1997).Koreksi geometrik metode polinomial orde-1 memiliki RMS sebesar 0,071,  koreksi  geometrik  metode affine memiliki  RMS  sebesar  0,031.Sedangkan  untuk  koreksi  geometrik  metode konform  menghasilkan  nilai  RMS  sebesar  0.552.Untuk  hasil  analisa  ketelitian  planimetris  citra  didapatkan  rata-rata RMSE  sebesar  0,131  meter  yang  memenuhi  nilai  ketelitian  planimetris  peta  skala  1:1.000  sebesar  0,3  meter.Uji statistik t-test berpasangan  yang  dilakukan  pada sample pengukuran  lapangan  menunjukkan  bahwa  semua  hasil pengukuran diterima dengan rentangx 1 ≤  ≤ x 2 dengan level of significance  sebesar 5% .
Kata Kunci  Citra Satelit WorldView-2, Metode Koreksi Geometrik, Ketelitian Planimetris

## PENDAHULUAN

## Latar Belakang
Surabaya  pusat  merupakan  daerah  yang  padat akan  pemukiman  dan  perkantoran.  Hal  ini disebabkan  oleh  letaknya  yang  strategis  yang berada  di  pusat  kota.  Selain  bangunan perkantoran  dan  pemukiman,  Surabaya  Pusat juga  merupakan  wilayah  bagian  Kota  Surabaya yang  memiliki  nilai  kehidupan  ekonomi  yang tinggi  dengan  adanya  mall  atau  pertokoan modern dan elit.
Teknologi  penginderaan  jauh  adalah  suatu kegiatan  pengamatan  obyek  atau  suatu  daerah tanpa  melalui  kontak  langsung  dengan  obyek tersebut[5].Perkembangan teknologi penginderaan  jauh  saat  ini  mampu menghasilkan citra yang memiliki resolusi tinggihingga mencapai 0,5 meter (Anonim, 2012).
Salah  satu  pemanfaatan  citra  dengan  resolusi tinggi  tersebut  adalah  untuk updating peta  skala besar yang berguna untuk memantau perkembangan  bangunan  di  suatu  wilayah.Akan
tetapi  pemanfaatan  teknologi  ini  untuk updating peta  skala  besar  mempunyai  beberapa  kendala, misalnya perekaman data oleh sensor satelit yang tidak  dapat  digunakan  secara  langsung  karena masih  terdapat  beberapa  kesalahan  geometrik yang harus dieliminir.

## TINJAUAN PUSTAKA
Koreksi  geometrik  terjadi  karena  jarak  wahana dengan  objek  yang  jauh,  sehingga  menimbulkan distorsi  geometrik.  Koreksi  geometrik  dilakukan sesuai dengan jenis atau penyebab kesalahannya, yaitu kesalahan sistematik dan kesalahan random. Adapun koreksi geometrik ini memiliki tiga tujuan, yaitu :
a. Melakukan  rektifikasi  (perbaikan)  dan  restorsi (pemulihan)  citra  agar  koordinat  citra  sesuai dengan koordinat geografis
b. Registrasi  (mencocokkan)  posisi  citra  dengan citra  lain  atau  mentransformasikan  sistem koordinat citra multispektral atau multitemporal.
c. Registrasi  citra  ke  peta  atau  transformasi sistem  koordinat  citra  ke  peta,  yang
menghasilkan  citra  dengan  sistem  proyeksi tertentu.
Untuk mengeleminasi berbagai kesalahan geometrik, maka dilakukan koreksi geometrik.Terdapat dua metode koreksi geometrik, masing-masing berfungsi untuk mengeleminasi  kesalahan  sesuai  dengan  jenis kesalahan  (kesalahan  sistematik  dan  kesalahan random).  Metode  non-sistematik  dipergunakan untuk menghilangkan atau mengurangi kesalahan geometrik random, besar kesalahan geometriknya dapat diprediksi melalui matrik data atau tracking data  dan  analisis  titik  kontrol  tanah  atau  GCP (Richards, 2009).
Transformasi  koordinat  dua  dimensi  dapat digunakan untuk citra yang mengalami perubahan skala  pixel,  translasi  dan  kemiringan.Pelaksanaan transformasi  koordinat  memerlukan  beberapa titik  kontrol  tanah  (GCP)  yang  sudah  diketahui koordinat  pada  kedua  sistemnya.Transformasi konform  meliputi  tiga  langkah  yaitu  rotasi, perubahan skala dan translasi.
Berikut  persamaan  yang  ada  pada  transformasi konform  dua  dimensi,  persamaaan  awal  (Wolf, 1997) : ax – by + C 1 - X - v x = 0 bx + ay + C 2 - Y - v y = 0
Bila  persamaan  tersebut  diterapkan  pada  titik  A dan  titik  B  (titik  A  dan  B  adalah  titik  sekutu)  dan dinyatakan dalam bentuk matriks, maka :
𝐴 = 𝑥 𝐴 −𝑦 𝐴 1 0 𝑥 𝐵 −𝑦 𝐵 1 0 𝑦 𝐴 𝑥 𝐴 0 1 𝑦 𝐵 𝑥 𝐵 0 1 𝑋 = 𝑎 𝑏 𝐶 1 𝐶 2 𝐿 = 𝑋 𝐴 𝑋 𝐵 𝑌 𝐴 𝑌 𝐵
A • X - L  = 0
Dimana : A = matriks desain L = matriks konstanta X = matriks parameter 0 = matriks nol
X = a b C 1 C 2 =  (A T • A) −1 • A T • L
Kemudian  pada  persamaan  transformasi affine 2 dimensi,  didapatkan  model  matematika  sebagai berikut (Wolf, 1997):
X + v x = a x + b y + c Y + v y = d x + e y + f
Bila  persamaan  tersebut  diterapkan  pada  titik  A dan  titik  B  (titik  A  dan  B  adalah  titik  sekutu)  dan dinyatakan dalam bentuk matriks, maka :
𝐴 = 𝑋 𝐴 𝑌 𝐴 0 0 0 𝑋 𝐴 𝑋 𝐵 𝑌 𝐵 0 0 1 0 𝑌 𝐴 0 1 0 1 0 0 0 𝑋 𝐵 𝑌 𝐵 0 1 𝑋 = 𝑎 𝑏 𝑐 𝑑 𝑒 𝑓 𝐿 = 𝑋 𝐴 𝑌 𝐴 𝑋 𝐵
𝑌 𝐵 A • X - L  = 0 Dimana : A = matriks desain L = matriks konstanta X   = matriks parameter 0 = matriks nol
Parameter-parameter  yang  harus  diperoleh adalah  a,  b,  c,  d,  e,  f,  kemudian  untuk menentukan  nilai  parameter  maka  dapat dilakukan perhitungan dengan rumus :
𝑋 = 𝑎 𝑏 𝑐 𝑑 𝑒 𝑓 =  (A T • A) −1 • A T • L
Menurut Peraturan Kepala BPN No 3 Tahun 1997, ketelitian  planimetris  pada  peta  untuk  skala 1:1.000 atau lebih besar untuk wilayah perkotaan adalah  0,3  mm  pada  skala  peta.  Untuk mengetahui  ketelitian  planimetris  dilakukan dengan  pengecekan  jarak  pada  titik-titik  yang mudah  diidentifikasi  di  lapangan  dan  pada  citra (BPN, 1997).
Ketelitian  planimetris  pada  skala  peta  1:1.000 akan dibandingkan dengan RMSE yang didapatkan pada  pengukuran  lapangan  dengan  digitasi  pada citra.

## METODE PENELITIAN
Lokasi  penelitian  ini  terletak  di Kota Surabaya, tepatnya  yaitu  di  wilayah  Surabaya  Pusat,  yang mencakup empat kecamatan antara lain Tegalsari, Simokerto, Genteng, dan Bubutan.

## Gambar 1. Lokasi Penelitian (Google Maps, 2012)
Dalam  penelitian  ini,  citra  WorldView-2  masih memiliki  kesalahan  geometrik  yang  harus dieliminasi  terlebih  dahulu.Untuk  mengeleminasi berbagai  kesalahan  geometrik,  maka  dilakukan koreksi  geometrik.Terdapat  dua  metode  koreksi geometrik, masing-masing berfungsi untuk mengeleminasi  kesalahan  sesuai  dengan  jenis kesalahan  (kesalahan  sistematik  dan  kesalahan random).Metode  non-sistematik  dipergunakan untuk menghilangkan atau mengurangi kesalahan geometrik random, besar kesalahan geometriknya dapat diprediksi melalui matrik data atau tracking data  dan  analisis  titik  kontrol  tanah  atau  GCP (Richards, 2009).
Metode  koreksi  geometrik  yang  digunakan  pada penelitian  ini  antara  lain  koreksi  geometrik metode  polinomial  orde-1,  koreksi  geometrik metode affine ,  dan  koreksi  geometrik  metode konform.  Koreksi  geometrik  metode  polinomial orde-1  menggunakan  17  titik  kontrol  tanah  yang koordinatnya  didapatkan  dari  hasil  pengukuran GPS  metode  statik.Sedangkan  untuk  koreksi geometrik metode affine dan konform menggunakan 13 titik sekutu.
Perhitungan
ketelitian
planimetris
citra WorldView-2 dilakukan untuk mengetahui tingkat kelayakan  citra    sebagai  data  dasar  untuk updating peta  berskala  1:1.000.Analisis  ketelitian
planimetris  citra  WorldView-2  dilakukan  dengan metode  menghitungRMSEpengukuran  beberapa jarakhasil  digitasi  pada  citra  dengan  beberapa jarak  yang  sama  yang  diukur  di  lapangan.  Nilai RMSE  tersebut  akan  dibandingkan  dengan ketelitian  planimetris  peta  skala  1:1.000  yang bernilai  0,3  mm  pada  skala  peta.  Sebanyak  15 sample pengukuran  jarak  diambil  sebagai  nilai yang akan diuji ketelitiannya.
RMSE  adalah  akar  kuadrat  dari  rata-rata  dari himpunan  kuadrat  perbedaan  antara  nilai-nilai koordinat  dataset  dan  mengkoordinasikan  nilai- nilai  dari  sumber  independen  akurasi  yang  lebih tinggi  untuk  titik-titik  yang  sedang  diidentifikasi (Anonim, 2013).
Setelah sample dihitung ketelitian planimetrisnya, langkah  selanjutnya  adalah  melakukan  uji t-test berpasangan  untuk  mengetahui  apakah  nilai sample pengukuran memenuhi level of significance sebesar  =5%.  Uji  statistik t-test merupakan teknik analisis untuk membandingkan satu  variabel  bebas.Uji  statistik t-test digunakan untuk  menguji  apakah  nilai  tertentu  berbeda secara  signifikan  atau  tidak  dengan  rata-rata sebuah  sampel.Uji t-test digunakan  untuk  uji statistik sampel kecil (n < 30) (Blank, 1982).
Gambar 2. Tahapan Penelitian

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Koreksi Geometrik Citra Worldview-2
Gambar 3. Sebaran Ground Control Point untuk Koreksi Geometrik Metode Polinomial Orde-1

## Koreksi geometrik metode polinomial orde-1
Pada proses koreksi geometrik metode Polinomial Orde 1 parameter transformasinya tidak diketahui.  Proses  koreksi  geometrik  metode polinomial  orde-1  pada  citra  WorldView-2 menggunakan 17 titik kontrol tanah dan memiliki nilai  RMS  sebesar  0,071  yang  berarti  memenuhi toleransi yang diberikan yaitu < 1 pixel (Purwadhi, 2001).  Nilai  dari  RMS  menunjukkan  nilai kesalahan  yang  terjadi  dalam  proses  koreksi geometrik yang telah dilakukan.
Sedangkan nilai dari desain kekuatan jaring (SOF) didapatkan sebesar (Brinker, 2003):
𝑆𝑡𝑟𝑒𝑛𝑔𝑡𝑕 𝑜𝑓 𝐹𝑖𝑔𝑢𝑟𝑒 = 𝑡𝑟𝑎𝑐𝑒 𝐴 𝑇 𝐴 −1
𝑈 =  0,034
Koreksi geometrik metode affine Koreksi  geometrik  metode affine mempunyai enam parameter yaitu parameter rotasi, parameter  translasi,  dan  parameter  perbesaran skala.Hasil  dari  koreksi  geometrik  metode affine menghasilkan RMS sebesar 0,031.
Gambar 4. Sebaran Ground Control Point untuk Koreksi Geometrik Metode Affine

## Koreksi geometrik metode konform
Gambar 5 Sebaran Ground Control Point untuk Koreksi Geometrik Metode Konform
Koreksi  geometrik  metodekonformmempunyai empat  parameter  yaitu  dua  parameter  translasi dan  dua  parameter  rotasi.Parameter  perbesaran tidak  ada  tetapi  dimungkinkan  perbandingan selang  skala  yang  tetap  antara  sistem  koordinat lama  dengan  sistem  koordinat  baru.  Nilai  dari  S dan θ digunakan  untuk  mencari  koordinat transformasi dengan rumus[10] :
X’ = Sx Cos (θ) - Sy Sin (θ) + Tx Y’ = Sx Sin (θ) + Sy Cos (θ) + Ty
Hasil  dari  koreksi  geometrik  metode  konform menghasilkan RMS sebesar 0,552.
Tabel  1.  Nilai  RMS  dari  Masing-masing  Koreksi Geometrik
Titik RMS Metode Polinomial Orde-1 RMS Metode Affine RMS Metode Konform 1 0,458 0,024 0,679 2 0,060 0,047 0,881 3 0,019 0,023 0,745 4 0,055 0,024 0,543 5 0,063 0,025 0,350 6 0,076 0,055 0,436 7 0,081 0,047 0,168 8 0,044 0,003 0,230 9 0,065 0,024 0,444 10 0,049 0,055 0,424 11 0,076 0,054 0,339 12 0,035 0,012 0,544 13 0,013 0,007 0,954 14 0,038 0,043 0,718 15 0,018 0,030 0,814 16 0,024 0,043 0,612 17 0,033 0,009 0,501 RMS Total 1,207 0,526 9,382 RMS Rata-rata 0,071 0,031 0,552
Analisa  Perbandingan Sample dan  Ketelitian Planimetris Analisa perbandingan dilakukan dengan membandingkan  data  pengukuran  di  lapangan yang berupa garis, dan luasan dengan data digitasi yang dilakukan pada sample garis dan luasan.
Jumlah sample yang  diambil  sebanyak  15  buah, yang  terletak  di  wilayah  Surabaya  Pusat.  Berikut adalah gambar dari beberapa sample pengukuran yang  terletak  disekitar  jalan  Balai  Kota  Surabaya, jembatan  Genteng  Kali  (depan  Galeri  Indosat), jembatan  depan Kantor  Perhutani,  dan  jembatan sekitar Wilayah Peneleh.
Ketelitian  planimetris  pada  peta  untuk  skala 1:1.000 atau lebih besar untuk wilayah perkotaan adalah 0,3 mm pada skala peta (BPN, 1997).
Ketentuan ini berarti bahwa ketelitian planimetris peta  berskala  1:1.000  atau  lebih  besar  adalah sebagai berikut :
Skala 1:1.000 adalah sebesar 0,3 meter Skala 1:500 adalah sebesar 0,15 meter Skala 1:100 adalah sebesar 0,03 meter Ketentuan  ini  digunakan  untuk  melakukan  uji ketelitian  planimetris  hasil-hasil  pengukuran lapangan.Dengan  menghitung  RMSE  perbedaan koordinat  hasil  digitasi  dan  hasil  pengukuran lapangan  dapat  diketahui  ketelitian  planimetris peta  citra.  Pada  tabel  dibawah  ini  dapat  dilihat RMSE  perbedaan  hasil  digitasi  dan  hasil pengukuran  lapangan  memenuhi  nilai  ketelitian planimetris peta skala 1:1.000 sebesar 0,3 meter.
Gambar 6. Lokasi Pengukuran Beberapa Sample
Tabel 2. Perbandingan Nilai Ukuran Lapangan dan Hasil Digitasi serta Nilai RMSE Masing-masing Sample
No Rata-rata Ukuran Lapangan (m) Rata-Rata Ukuran  Digitasi (m) RMSE 1 12,157 12,210 0,031 2 19,923 19,977 0,031 3 14,583 14,643 0,035 4 19,913 20,133 0,127 5 14,680 14,960 0,162 6 11,463 11,853 0,225 7 12,710 12,893 0,106 8 137,657 137,837 0,104 9 28,540 28,683 0,083 10 12,573 12,847 0,158 11 9,013 9,137 0,071 12 10,580 10,900 0,185 13 19,520 19,990 0,271
14 7,540 7,883 0,198 15 885,117 885,424 0,177 Rata-rata RMSE 0,131

## Hasil Uji Statistik t-test
Jika  digunakan  level  of  significance  α  =  5%  dan derajat kebebasan 2 (n = 2), maka didapat: tγ,1/2α = t2 ; 0,025 = 4,303 (dari tabel student t- test).
Dengan  metode  uji  dari  dua  sisi  (two  sided  test) dihitung[6]:
x1 = μ – ((t2 ; 0,025 * σv)/√2) x2 = μ + ((t2 ; 0,025 * σv)/√2) sehingga  hasil  ukuran  yang  bisa  diterima  adalah ukuran dalam batas x1 ≤  ≤ x2.
Dengan  batasan  tingkat  ketelitian  ini  maka  hasil pengukuran  lapangan  yang  berupa  garis  dan luasan  dapat  dilihat  pada  tabel  dibawah  ini.Pada hasil  tabel  tersebut  diketahui  bahwa  semua pengukuran diterima pada rentang batas x1 ≤  ≤ x2.
Tabel 3. Hasil Uji Statistik t-test No  x 1 x 2 Keterangan 1 12,210 11,966 12,454 Ho Diterima 2 19,977 19,962 19,991 Ho Diterima 3 14,643 14,629 14,658 Ho Diterima 4 20,133 19,847 20,420 Ho Diterima 5 14,960 14,928 14,992 Ho Diterima 6 11,853 11,833 11,874 Ho Diterima 7 12,893 12,865 12,922 Ho Diterima 8 137,840 137,732 137,941 Ho Diterima 9 28,683 28,651 28,715 Ho Diterima 10 12,847 12,806 12,887 Ho Diterima 11 9,137 9,116 9,157 Ho Diterima 12 10,900 10,868 10,932 Ho Diterima 13 19,990 19,958 20,022 Ho Diterima 14 7,883 7,869 7,898 Ho Diterima 15 885,420 881,357 889,492 Ho Diterima
Keterangan : hasil pengujian t-test dengan α = 5% menunjukkan  bahwa  semua sample penelitian diterima pada rentang x 1 ≤  ≤ x 2

## KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  penelitian  mengenai  kelayakan penggunaan  citra  worldview-2  untuk updating peta  skala  1:1.000  ditinjau  dari  ketelitian planimetris,  kesimpulan  yang  dapat  diambil antara lain :
a. Hasil  koreksi  geometrik  citra  WorldView- 2metodepolinomial  orde-1  adalah  0,071 sedangkan  hasil  koreksi  geometrik  citra WorldView-2. Metode affine adalah 0,031 dan hasil  koreksi  geometrik  citra  WorldView-2 metode konform adalah sebesar 0,552. Koreksi geometrik  citra  WorldView-2  yang  paling  baik pada penelitian ini adalah dengan menggunakan metode affine.
b. Ketelitian planimetris citra WorldView-2 adalah sebesar 0,131 meter. Hasil tersebut memenuhi ketelitian  planimetris  peta  skala  1:1.000  yang bernilai  0,3  meter  yang  artinya  citra WorldView-2  memenuhi  syarat  sebagai  data dasar untuk proses updating peta skala 1:1.000 ditinjau  dari  hasil  koreksi  geometrik,  hasil perbandingan  pengukuran  jarak  lapangan  dan digitasi, syarat ketelitian planimetris peta skala 1:1.000,  serta  hasil  uji  statistik  dimana  data sample pengukuran  lapangan  semua  diterima dalam rentang x 1 ≤  ≤ x 2.

## DAFTAR PUSTAKA
Anonim.  2012.  Characterization-of-satellite-remote- sensing-systems.
http://www.satimaging.corp.com/. diakses tanggal 4 Desember 2012 pukul 7.12 WIB.
Anonim.  2013.  Geospatial  Positioning  Accuracy Standards,  Part  3  :  National  Standard  for  Spatial Data Accuracy. http://www.fgdc.gov/standards/project/FGDC- standards-project/accuracy/part3.  diakses  tanggal 9 Juni 2013 pukul 20.54 WIB.
Blank,  Leland.  1982.  Statistical  Procedures  for Engineering Management and Science. Tokyo : Mc Graw-Hill Inc.
Brinker,  Russell  C.    Minnick,  Roy.  2003.  The  Surveying Handbook. Kluwer Academic Publisher : USA.
Lillesand,  T.  M.  Kiefer,  R.  W.,dkk.  1993.  Penginderaan Jauh dan Interpretasi Citra. GadjahMada
University Press, Yogyakarta. Molenaar,  M.  1977.  Introduction  To  The  Theory  of Observation. ITC Enschede. Peraturan Kepala BPN No 3 Tahun 1997
Purwadhi,  F.  S.  H.,  2001.  Interpretasi  Citra  Digital. Jakarta : PT. Gramedia Widiasarana.
Richards,  John.  A,  Jia,  Xiuping.  2006.  Remote  Sensing Digital  Image  Analysis:  An  Introduction.  Springer- Verlag : Berlin, Germany.
Wolf, Paul. R. 1997. Adjustment Computation : Statistics and Least  Square  in  Surveying  and  GIS.  USA  :  A  Wiley- Interscience Publication.