22/06/2012
Deteksi Kesehatan Hutan Menggunakan Data Penginderaan Jauh di Hutan Lahan Kering
SIGIT NUGROHO
Latar belakang
Efisien waktu
Kerusakan hutan Perlu usaha: Perlindungan Pemantauan
SIGIT NUGROHO/E161070051
Efektif Hemat biaya Mudah dideteksi Terukur
[email protected]
1
22/06/2012
Canopy>51%
Canopy 30-50%
Canopy 10-30%
IMAGE PIXEL
Deteksi kesehatan hutan
www.themegallery.com
MONITORING
Company Logo
Biophysical vegetation index Forest Canopy Density
Penginderaan jaun & SIG www.themegallery.com
Company Logo
2
22/06/2012
TUJUAN
Mengidentifikasi hubungan antara kerapatan tegakan , luas bidang dasar dan volume dengan indikator monitoring kesehatan hutan (LAI, CSI, CDI, VCR dan kerapatan kanopi).
Mengidentifikasi akurasi deteksi kesehatan hutan menggunakan metode FCD
SIGIT NUGROHO/E161070051
[email protected]
METODE UMUM
Bagaimana mendeteksi 2008
Kelas kesehatan hutan
H3
Tinggi
H2
Sedang
H1
Rendah
NH
Non Hutan
Company Logo
3
22/06/2012
Data dan lokasi: Lokasi G Surandil & PangkulahanTNGHS Waktu July 2010 - December 2010 Data
SIGIT NUGROHO/E161070051
Citra Terkoreksi Landsat TM,2008
Koreksi Radiometrik & Geometrik
Citra Landsat TM 2008, .
Mulai
Klasifikasi FCD
Peta Kesehatan Hutan Tentatif
1 Identifikasi Hubungan antar Peubah Kesehatan Hutan dilapangan 2 Uji Akurasi Klasifikasi Citra
Akurasi diterima Ya Peta Kesehatan Hutan
Diagram alir www.themegallery.com
Selesai
Company Logo
4
22/06/2012
HASIL
Hubungan antar peubah
No
Peubah
Koefisien determinasi, R2 (%) Kerapatan tegakan Lbds pada kelas Volume pada kelas pada kelas Diameter Diameter Diameter >5cm
1 2 3 4 5
LAI CSI CDI VCR Kerapatan Kanopi
51 58 58 63 67
>10cm
38 58 57 62 49
>20cm
>5cm
37 79 66 80 59
>10cm
45 55 43 54 52
>20cm
41 53 39 51 46
36 45 31 42 57
>5cm
>10cm
33 40 29 38 38
www.themegallery.com
>20cm
31 38 26 36 35
29 36 22 33 32
Company Logo
Klasifikasi kesehatan hutan
No
Klasi fikasi
Kera patan Kanopi (%)
Lbds m2/Ha
Kerapata n Tegakan > (N/Ha)
Vol ume m3/Ha
LAI Indikator Tajuk /Ha
CSI
CDI
VCR
1
NH
0-10
0 -3
0-64
0-30
0-0,6
0-480
0-336
0-410
2
H1
11-30
3- 9
64- 351
31-118
0,7-1,3
481 -2245
337- 1513
411-1885
3
H2
31-50
10- 21
352-774
119-360
1,4-2,3
2246-4599
1514-3045
1886-3832
4
H3
> 51
> 40
>775
> 361
> 2,4
> 4599
> 3046
>3833
www.themegallery.com
Company Logo
5
22/06/2012
Kesehatan tinggi
Foto lapangan
Kamera fish eye
www.themegallery.com
Company Logo
Kesehatan sedang
Foto lapangan Kamera fish eye
www.themegallery.com
Company Logo
6
22/06/2012
Kesehatan rendah
Foto lapangan
Kamera fish eye
www.themegallery.com
Company Logo
HASIL 2 Evaluasi akuras1 : No Indikator Lapangan
1 2 3 4 5 6 7 8
Kerapatan Kanopi LAI CSI CDI VCR Kerapatan Tegakan > 5cm Lbds > 5cm Volume
www.themegallery.com
Hasil Uji Akurasi (%) Overall Koef. accuracy Kappa 86 77 60 37 76 58 78 63 74 56 72 50 71 55 71 56 Company Logo
7
22/06/2012
www.themegallery.com
Company Logo
KESIMPULAN 1. Koefisien regresi terbaik antara indikator kanopi (Kr, LAI, CSI, CDI, VCR) dengan indikator tegakan diameter diatas 5cm (kerapatan tegakan, luas bidang dasar dan volume) adalah pada peubah kerapatan kanopi sebesar 67%.
2. Deteksi kesehatan hutan menggunakan metode FCD dapat menggunakan indikator kerapatan kanopi dengan akurasi 86%. www.themegallery.com
Company Logo
8
22/06/2012
www.themegallery.com
Company Logo
9
22/06/2012
Pra Pengolahan Citra: Koreksi Radiometrik: Metode: multiple-date image normalization pada obyek yang tidak mengalami perubahan (pseudo invariant festures) yaitu obyek air dan bangunan Diambil piksel obyek air dan bangunan pada citra 2007 dan dibandingkan dengan citra 2003 dan 2008. Dibuat linier regresi dari beberapa sampel tsb untuk mengkoreksi citra 2003 dan 2008. www.themegallery.com
Company Logo
2003
2007
2008
PEMILIHAN CITRA KUALITAS GANGGUAN ATMOSFERIK KECIL
2007
Cut Of Per Band
2007 terkoreksi
Memilih sampel PIF Rumus matematis regresi linier
www.themegallery.com
Company Logo
10
22/06/2012
Koreksi citra tahun 2003: Citra
Band
Slope
y-Intercept
r2
2003
1
0.816873
48.30617
0.70
2
0.570919
24.15057
0.64
3
0.607471
19.93705
0.73
4
0.902614
-2.36399
0.85
5
0.742671
14.13528
0.85
7
0.526694
23.62185
0.74
Koreksi citra tahun 2008: Citra
Band
Slope
y-Intercept
r2
2008
1
1.8105
38.8244
0.76
2
1.1839
13.4719
0.77
3
1.3762
8.9178
0.82
4
1.2908
-35.1956
0.90
5
1.1726
-15.5406
0.95
7
1.3941
-20.6281
0.95
www.themegallery.com
Company Logo
Scatergram PIF 2003 dan 2007
Citra 2007
Citra 2007
Citra 2007
150
120
200
y = 0,8169x + 48,306 R² = 0,7071
150 100
Linear (B12007)
50
y = 0,5709x + 24,151 R² = 0,6484 Linear (B2ref)
100 80 60 40
0
100
Citra 2007
100
200
200 150
Linear (B4ref)
100
250
150
Linear (B5ref)
100 50
50 0 0
200
400
www.themegallery.com
Citra 2003
100
200
Citra 2003
Citra 2007 y = 0,7427x + 14,135 R² = 0,8589
200
0
Citra 2003
Citra 2007 y = 0,9026x 2,364 R² = 0,8537
Linear (B3ref)
50 0
0
200 Citra 2003
250
100
20 0
0
y = 0,6075x + 19,937 R² = 0,7302
250
y = 0,5267x + 23,622 R² = 0,7406
200 150
Linear (B7ref)
100 50
0 0
200
400
Citra 2003
0 0
200
400
Citra 2003
Company Logo
11
22/06/2012
Scatergram PIF 2007 dan 2008 Citra2007 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0
y = 1,8106x + 38,824 R² = 0,7638
C i…
0
20
Citra2007 250
40
Citra 2008
60
y = 1,1839x + 13,472 R² = 0,7733
Citra2007 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0
150 B 2
50
0
0
Citra
50
100 2008
0
250
250
200
200
100
150
0 -50
B 5
100
200
Citra 2008
150
Citra 2008
150
S e…
100 50
50 0
100
y = 1,3942x - 20,628 R² = 0,9581
300
150
100
50
Citra2007
y = 1,1726x - 15,541 R² = 0,9593
300
B 4
B 3
100
200
50
y = 1,3763x + 8,9179 R² = 0,8253
200
Citra2007
y = 1,2908x - 35,196 R² = 0,9076
Citra2007 250
0 0
100
200
www.themegallery.com
Citra 300 2008
0 0
100
200
Citra
300 2008
Company Logo
Koreksi Geometrik: Metode: Image to image registeration Tahun 2007
Citra tahun 2003 terkoreksi
Tahun 2008
o Citra belum terkoreksi
Citra terkoreksi www.themegallery.com
Company Logo
12
22/06/2012
GCP dan RMSE citra tahun 2008 No
Citra 2008
Citra 2003
X
Y
Error
X
Y
X
RMSE Y
1
1475.50
659.75
1295.00
610.00
-0.33
-0.54
0.63
2
1708.25
771.75
1541.50
685.75
-0.24
-0.24
0.34
3
1163.25
513.00
964.00
511.00
-0.08
0.11
0.13
4
392.50
884.00
254.75
994.25
0.07
0.12
0.14
5
317.50
1790.50
316.25
1901.75
-0.02
0.10
0.10
6
766.25
1910.75
775.75
1954.50
0.19
0.03
0.19
7
1660.50
1791.25
1639.50
1704.00
-0.36
0.04
0.36
8
2187.00
1891.75
2171.75
1726.00
0.00
0.03
0.03
9
2317.00
928.00
2166.00
749.50
-0.11
-0.03
0.29
10
1406.50
985.00
1272.25
942.25
0.80
0.50
0.80
11
819.50
769.50
660.50
817.00
0.16
-0.07
0.18
12
2215.50
767.50
2043.00
604.50
0.07
0.51
0.52
13
100.25
1325.75
32.50
1474.75
-0.34
-0.01
0.34
14
1321.00
863.00
1171.00
833.75
-0.13
0.44
0.46
15
1677.25
1106.75
1558.00
1022.50
0.23
0.01
0.23
16
928.25
1575.50
886.25
1599.00
0.08
-0.33
0.34
Total RMSE
0.37
www.themegallery.com
Company Logo
Klasifikasi FCD Koreksi radiometrik:
Mulai
Citra Landsat
Koreksi geomterik
Citra Landsat Terkoreksi
Pembuatan Indek Vegetasi (VI)
Pembuatan Indek Tanah Terbuka (BI)
Indek Thermal (TI)
Peta AVI, NDVI, ANVI
Peta BI
Peta TI
Analisis PCA
Pembuatan
Pembuatan Indek Bayangan (SI) Peta SI
Proses Pembuatan Advance Shadow Index (ASI):
1.Forest Gap Detection 2. Black soil detection 3. Spatial processing (filtering)
VI Terbaik
Peta ASI Kalibrasi Max & Min Vegetasi Peta Kerapatan Vegtasi (VD)
Forest Clustering
Peta Scale Shadow Index (SSI)
Formulasi FCD Peta Kls FCD
Selesai Selesai
13
22/06/2012
Identifikasi Degradasi & Uji Akurasi Jumlah Sampel: Sebanyak 51 Sampel dengan menggunakan metode stratified sampling dengan pengambilan plot per kelas degradasi hutan dari tahun 2003-2008
Identifikasi Peubah Degradasi Peubah y = Kerapatan Pohon, Lbds & Volume Peubah x = Indikator Tajuk :LAI, VCR, CSI, CDI & Kerapatan Kanopi
Analisis Kappa & Overall Accuracy : Uji akurasi kerapatan hutan citra 2008 Menggunakan matrik konfusi antara klas kerapatan hutan berdasarkan klasifikasi di citra dengan klas kerapatan hutan Kerapatan tegakan (pohon/Ha), Basal Area (LBDS m2/Ha), Volume (m3/Ha), Crown Indicator, LAI di lapangan
www.themegallery.com
Company Logo
Jumlah Sampel Tahun 2008 No
Klasifikasi
Jumlah
1 Non Hutan
6
2 Sangat Rendah
6
3 Rendah
8
4 Sedang
27
5 Tinggi
4 Jumlah
www.themegallery.com
51
Company Logo
14
22/06/2012
DTM Lokasi sampel penelitian
www.themegallery.com
Company Logo
www.themegallery.com
Company Logo
15
22/06/2012
No
Ketinggian
Jumlah
1
500-1000
12
2
>1000
39
Jumlah
51
www.themegallery.com
Company Logo
No 1 2 3 4 5
Slope 0-8 8 --15 15-30 30-45 >45 Jumlah
Jumlah
No 1 2 3 4
Aspek Utara (315-45) Timur(45-135) Selatan(135-225) Barat(225-315) Jumlah
Jumlah
www.themegallery.com
0 2 33 13 3 51
8 9 16 18 51 Company Logo
16
22/06/2012
Perhitungan data Kerapatan Kanopi dan LAI
Software Hemiview GndCover
LAI
0.68
1.16
www.themegallery.com
Company Logo
Perhitungan data Crown Indikator CSI = 0.5*CD + 0.25* LCR + 0.25*Density Ket: CD = Diameter Tajuk LCR = Rasio panjang tajuk dg tinggi pohon Density = % Tutupan Tajuk
CDI = (Transparency + Dieback)/2 Ket: Transparency = % cahaya matahari masuk ke celah tajuk Dieback = % rasio tajuk yang rusak pada cabang dengan total tajuk
VCR = (CSI+ CDI)/2
www.themegallery.com
Company Logo
17
22/06/2012
Perhitungan LBDS & Volume
LBDS = 0.25*∏*D2 Ket: LBDS = Luas Bidang Dasar ∏ = 3.14 D = Diameter Pohon
Volume = 0.25*∏*D2*T*f Ket: T = tinggi total pohon F = faktor bentuk 0.7
www.themegallery.com
Company Logo
www.themegallery.com
Company Logo
18
22/06/2012
Perhitungan data Jumlah Tiang, Pancang, Pohon (N/Ha) Ukuran Plot dilapangan: 25x25m 10x10m
Diameter 5-10cm Diameter 10-20cm Diameter >20cm
5x5 m
Titik Pusat Plot 50 m
www.themegallery.com
Company Logo
www.themegallery.com
Company Logo
19
22/06/2012
www.themegallery.com
Company Logo
www.themegallery.com
Company Logo
20
22/06/2012
www.themegallery.com
Company Logo
TSI = ((256-BI) x (256-VI) x SI + 1)1/3 -1
www.themegallery.com
Company Logo
21
22/06/2012
ASI
www.themegallery.com
Company Logo
SSI
www.themegallery.com
Company Logo
22
22/06/2012
www.themegallery.com
Company Logo
www.themegallery.com
Company Logo
23
22/06/2012
Kriteria koefisien determinasi Tabel Tinggi Rendahnya Koefisien Determinasi Sumber : Supranto 20011, Pengantar Teknologi Informasi Salemba Jakarta : Infotek
r2
Keterangan
> 4%
Pengaruh rendah sekali
5% - 16%
Pengaruh rendah tapi pasti
17% - 59%
Pengaruh cukup berarti
60% - 81%
Pengaruh tinggi atau kuat
> 80%
Pengaruh tinggi sekali
www.themegallery.com
Company Logo
Kelas akurasi
Rendah
0-60
Kappa Congalton, 1996 Diacu Jensen 2005 0-40
Sedang
60-85
40-80
Tinggi
>85
>80
www.themegallery.com
Overall (USGS)
Company Logo
24