ANALISIS AKURASI CITRA QUICKBIRD UNTUK KEPERLUAN PETA DASAR PENDAFTARAN TANAH
TESIS Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister dari Institut Teknologi Bandung
Oleh :
MUHAMAD IRDIAN NIM. 25106307
Program Studi Magister Teknik Geodesi dan Geomatika Bidang Pengutamaan Administrasi Pertanahan
INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2008
Lembar Pengesahan Tesis ANALISIS AKURASI CITRA QUICKBIRD UNTUK KEPERLUAN PETA DASAR PENDAFTARAN TANAH
Adalah benar dibuat oleh saya sendiri dan belum pernah dibuat dan diserahkan sebelumnya, baik sebagian ataupun seluruhnya, baik oleh saya maupun orang lain, baik di ITB maupun institusi pendidikan lainnya. Bandung, Penulis,
Juni 2008
Muhamad Irdian NIM. 25106307 Bandung, Juni 2008 Pembimbing:
Pembimbing I
Pembimbing II
(Dr. Ir. S. Hendriatiningsih, MS) NIP. 130 528 325
(Ir. Agoes Soewandito Soedomo, MS) NIP. 130 890 239
Mengetahui, Program Magister dan Doktor Teknik Geodesi dan Geomatika Ketua,
(Dr. Ir. Agung Budi Harto, M.Eng) NIP. 132 052 382
CATATAN KHUSUS
Tesis ini telah diulas dan dinilai dengan memperhatikan substansi tata cara penulisan dan penayangan oleh Ir. Didik Wihardi W.S., MS sebagai reviewer, melalui sidang terbuka pada tanggal 5 Juni 2008 jam 10.00 WIB sampai dengan 12.00 WIB di ruang 3105 Gedung Labtek IX-C lantai I, Program Studi Teknik Geodesi dan Geomatika ITB.
Pengulas,
(Ir. Didik Wihardi W.S., MS) NIP. 130 812 296
i
ABSTRAK
ANALISIS AKURASI CITRA QUICKBIRD UNTUK KEPERLUAN PETA DASAR PENDAFTARAN TANAH
Oleh: MUHAMAD IRDIAN NIM. 25106307
Metode terrestris dan fotogrametris yang digunakan untuk pengadaan peta dasar pendaftaran tanah tidak mampu memenuhi dan mencakup seluruh wilayah Indonesia. Tersedianya peta dasar pendaftaran tanah yang lengkap akan membantu proses pendaftaran tanah oleh Badan Pertanahan Nasional. Dengan kemajuan teknologi di bidang pemetaan dan satelit, dapat dibuat peta skala besar dari citra satelit sepanjang memenuhi ketelitian yang ditetapkan. Koreksi geometrik citra dilakukan dengan metode transformasi koordinat menggunakan dua variasi titik sekutu yang berasal dari GCPs lapangan dan GCPs citra mentah. Hasil transformasi koordinat berupa parameter transformasi dan koordinat hasil transformasi yang terdiri dari koordinat GCPs citra dan koordinat detail citra. Disamping itu dilakukan pengukuran terrestris sebagai data acuan untuk memperoleh koordinat detail lapangan. Analisis ketelitian menggunakan Root Mean Square Error (RMSe) dan standar deviasi untuk mengetahui ketelitian titik dan jarak dari citra. Sedangkan analisis perbandingan digunakan untuk mengkaji toleransi luas. Ketelitian yang diperoleh dari citra kemudian diperbandingkan dengan standar ketelitian dari Badan Pertanahan Nasional. Ketelitian posisi titik (RMSe) yang diperoleh dari penelitian ini antara 0,44 m sampai 0,48 m, RMSe jarak antara 0,53 m sampai 0,62 m dan persentase perbedaan luas yang dihasilkan antara metode terrestris dan citra adalah 0,08 % sampai 5,03%. Ketelitian titik sekutu 0,1 mm pada peta hanya dapat digunakan untuk peta dasar pendaftaran tanah skala 1:10000. Sedangkan ketelitian planimetrik 0,3 mm pada peta dan ketelitian kartometri 0,5 pada peta dapat dipenuhi ketelitiannya untuk peta dasar pendaftaran tanah skala 1:2500 dan 1:10000. Citra Quickbird dapat digunakan secara visual dengan baik pada skala 1:3000. Kata kunci: Ketelitian, RMSe, Citra Quickbird.
ii
ABSTRACT
AN ANALYSIS OF QUICKBIRD IMAGE ACCURACY FOR THE REQUIREMENT OF THE BASIC MAP OF LAND REGISTRY
By: MUHAMAD IRDIAN NIM. 25106307
The terrestrial and photogrametric methods used for providing the basic map of land registry are unable to meet and cover throughout Indonesian regions. The availability of the basic map of complete land registry will help to the process of land registry by National Land Agency. With the technological progress in the field of mapping and satellite, it can be made a large-scale map from satellite image as long as meeting the established precision. The image geometric correction has been carried out by a coordinate transformation method using two variations of common points derived from field GCPs and raw image GCPs. The result of coordinate transformation in the form of transformation parameter and the coordination as a result of transformation consisting of the coordinates of image GCPs and image details. In addition, it has been conducted a terrestrial measurement as reference data for obtaining a field detail coordinate. The accuracy analysis uses Root Mean Square Error (RMSe) and standard deviation to identify the point accuracy and distance from the image. While the analysis of the comparison is used to study the area tolerance. The accuracy obtained from the image is then compared with the accuracy standard from National Land Agency. The point position accuracy (RMSe) obtained from this research is in the range of 0,44 m to 0,48 m, distance RMSe is in the range of 0,53 m to 0,62 m, and the percentages of area difference yielded between terrestrial and image methods are from 0.08% to 5.03%. The accuracy of common point is 0.1 mm on the map scale that can be only used for the basic map of land registry of the scale 1:10000. Whereas the planimetric accuracy is 0.3 mm on the map scale and cartometry accuracy is 0.5 on the map scale can be met in the accuracy for the basic map of land registry of the scales of 1:2500 and 1:10000. The quickbird image can be identified as well at the scale of 1:3000. Key words: Accuracy, RMSe, Quickbird Image.
iii
PEDOMAN PENGGUNAAN TESIS
Tesis yang tidak dipublikasikan terdaftar dan tersedia di Perpustakaan Institut Teknologi Bandung dan terbuka untuk umum dengan ketentuan bahwa hak cipta ada pada pengarang dengan mengikuti aturan HaKI yang berlaku di Institut Teknologi Bandung. Referensi kepustakaan diperkenankan dicatat, tetapi pengutipan atau peringkasan hanya dapat dilakukan seizin pengarang dan harus disertai dengan kebiasaan ilmiah untuk menyebutkan sumbernya. Memperbanyak atau menerbitkan sebagian atau seluruh isi tesis haruslah seizin Direktorat Program Pascasarjana, Institut Teknologi Bandung.
iv
”Ya, Rabb..... Sesungguhnya kami memohon ilmu yang bermanfaat, rezeki yang baik dan amalan yang diterima......”
Kuperuntukkan kepada Ibunda (Alm) dan Ayahandaku Bapak (Alm) dan Ibu mertuaku Terima kasih atas doa dan nasehat yang menyejukkan hati. Istriku tercinta Novi Yanti Atas kesabarannya mengayomi anak-anak kita Anandaku tersayang M. Rifqi Abiyyu yang selalu bertanya “Ayah sedang ngapain?” Yang membuatku cepat-cepat harus membuka buku Khansa Mahira yang selalu berkata “Ayah pulangnya kapan?, adek mau digendong” Yang membuatku rindu pulang selalu Khayra Tazkiya Yang aku tak tahu, tiba-tiba sudah bisa berbicara memanggilku“Ayah… “ Maafkan Ayah atas waktu yang tersita.
v
KATA PENGANTAR
Bismillaahirrahmaanirrahiim Dengan mengucapkan syukur Alhamdulillah kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia yang telah diberikan, sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis ini. Doa dan dorongan semangat orangtua, istri, anak-anakku merupakan penyemangat yang tiada terkira untuk penulis dalam mengerjakan tesis ini. Temen-teman sindikat 12 BPN merupakan anugerah yang Allah SWT berikan kepada penulis atas keikhlasan ilmu, amal, diskusi, nasehat, saran dan kritikannya agar penulis lebih baik di masa yang akan datang. Jazakallah khairan katsira. Pelaksanaan pendidikan magister dan penyelesaian tesis ini tidak terlepas dari bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak, maka dalam kesempatan ini perkenankanlah penulis untuk mengucapkan terima kasih dan penghargaan yang mendalam kepada: 1. Kepala Badan Pertanahan Nasional Republik Indonesia dan Seluruh Jajaran Pimpinan BPN RI Pusat. 2. Kepala Pusat Pendidikan dan Latihan BPN RI beserta Staf. 3. Kepala Kantor Wilayah Badan Pertanahan Nasional Propinsi Jawa Barat beserta Seluruh Pimpinan dan Staf. 4. Kepala Kantor Pertanahan Kabupaten Bekasi beserta Seluruh Pimpinan dan Staf. 5. Bapak Dr. Ir. Bambang Edhi Leksono, MSc., selaku Dosen Wali dan Ketua Program Magister Administrasi Pertanahan ITB. 6. Ibu Dr. Ir. S. Hendriatiningsih, MS., selaku Dosen Pembimbing I 7. Bapak Ir. Agoes Soewandito Soedomo, MS., selaku Dosen Pembimbing II 8. Bapak Ir. Didik Wihardi, W.S., selaku Reviewer 9. Bapak Ir. Ratmono, M.Si., selaku Dosen Penguji. 10. Bapak Ir. Dedy Abdullatif, MT., selaku Dosen Penguji. 11. Seluruh Dosen yang mengajar pada Program MAP ITB. 12. Bapak Hendri dan Mbak Reni, atas bantuan kepada penulis selama melaksanakan perkuliahan di MAP ITB.
vi
13. Seluruh Karyawan dan Staf Program Magister Teknik Geodesi dan Geomatika. 14. Semua pihak yang telah membantu dalam pelaksanaan pendidikan magister dan penyelesaian tesis ini yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu. Semoga segala amal, bantuan dan bimbingan yang telah diberikan kepada penulis menjadi amalan dan ibadah yang diperhitungkan Allah SWT. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa tesis ini masih jauh dari sempurna, dikarenakan keterbatasan dan kemampuan ilmu yang penulis miliki. Kritik dan saran yang membangun sangat diharapkan dan semoga tesis ini dapat bermanfaat bagi siapa saja yang membacanya.
Bandung,
Juni 2008
MUHAMAD IRDIAN
vii
DAFTAR ISI
ABSTRAK …………………………………………………………………… i ABSTRACT ..................................................................................................... ii PEDOMAN PENGGUNAAN TESIS .............................................................. iii LEMBAR PERUNTUKAN .............................................................................. iv KATA PENGANTAR ...................................................................................... v DAFTAR ISI .................................................................................................... vii DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................... ix DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ x DAFTAR TABEL ............................................................................................ xi DAFTAR SINGKATAN .................................................................................. xii Bab I
Bab II
Pendahuluan I.1 Latar Belakang ......................................................................... I.2 Perumusan Masalah .................................................................. I.3 Batasan Penelitian ..................................................................... I.4 Tujuan Penelitian ...................................................................... I.5 Manfaat Penelitian .................................................................... I.6 Hipotesis ................................................................................... I.7 Metodologi Penelitian ............................................................... I.8 Sistematika Penulisan ................................................................ Tinjauan Pustaka ............................................................................ II.1 Penelitian Terdahulu .................................................................. II.2 Landasan Teori .......................................................................... II.2.1 Peta Dasar Pendaftaran Tanah ...................................... II.2.2 Global Positioning System (GPS) ................................. II.2.3 Citra Quickbird .............................................................. II.2.3.1 Distorsi Geometri Citra ................................... II.2.3.2 Koreksi Geometrik .......................................... II.2.4 Transormasi Citra .......................................................... II.2.4.1 Transformasi Helmert ..................................... II.2.5 Resolusi Citra ................................................................ II.2.6 Kesalahan ...................................................................... II.2.7 Ketelitian Geometrik ..................................................... II.2.7.1 Akurasi dan Presisi .......................................... II.2.8 Reduksi Jarak ke Bidang Proyeksi TM30 ...................... II.2.9 Konversi Koordinat Geodetik ke Koordinat Proyeksi TM30 ............................................................................. II.2.10 Standar Ketelitian Peta Dasar Pendaftaran Tanah dari BPN ...............................................................................
1 2 2 3 3 3 3 5 7 7 9 9 11 13 13 14 15 16 17 18 19 19 21 22 23
Bab III Pelaksanaan Penelitian ................................................................... 25 III.1 Persiapan ................................................................................. 26 III.2 Pengumpulan Data .................................................................. 27 III.3 Pengolahan Data ..................................................................... 28
viii
III.3.1 Data GPS ..................................................................... III.3.2 Data Terrestris ............................................................. III.3.3 Data Citra Quickbird ................................................... III.3.3.1 Pemotongan Citra ....................................... III.3.3.2 Penajaman Citra ........................................... III.3.3.3 Interpretasi Citra .......................................... III.3.3.4 Koordinat GCPs dari Citra .......................... III.4.4 Koreksi Geometrik ...................................................... III.4.5 Menghitung Root Mean Square Error (RMS) ……… III.4.5.1 RMSe dan Standar Deviasi Titik Sekutu ..... III.4.5.2 RMSe dan Standar Deviasi Check Point ..... III.4.5.3 RMSe dan Standar Deviasi Titik pada Blok Bidang Tanah .............................................. III.4.5.4 RMSe dan Standar Deviasi Jarak pada Blok Bidang Tanah .............................................. III.4.6 Menghitung Reduksi Jarak ......................................... III.4.7 Menghitung Luas Bidang Tanah ................................. III.4.8 Skala Peta dan Standarisasi Ketelitian Peta ................ III.4.9 Analisis Statistik ..........................................................
28 29 30 30 31 32 32 33 34 34 35
Bab IV Analisis dan Pembahasan ............................................................... IV.1 Analisis Ketelitian Citra .......................................................... IV.1.1 Titik Sekutu ............................................................... IV.1.2 Check Point ............................................................... IV.2 Analisis Ketelitian Blok-Blok Bidang Tanah .......................... IV.2.1 Analisis Ketelitian Titik ............................................ IV.2.2 Analisis Ketelitian Jarak ............................................ IV.2.3 Analisis Perbandingan Luas ..................................... IV.3 Analisis Ketelitian Berdasarkan Standar BPN ...................... IV.3.1 Ketelitian Titik Sekutu .............................................. IV.3.2 Ketelitian Planimetrik Titik pada Blok Bidang Tanah ........................................................................ IV.3.3 Ketelitian Planimetrik Jarak pada Blok Bidang Tanah ......................................................................... IV.3.4 Ketelitian Kartometri Titik pada Blok Bidang Tanah ........................................................................ IV.3.5 Ketelitian Kartometri Jarak pada Blok Bidang Tanah ......................................................................... IV.3.6 Toleransi Luas Bidang Tanah ................................... IV.5 Analisis Skala Peta Citra .........................................................
38 38 38 38 39 39 40 41 42 42
Bab V
52 52 53
Kesimpulan dan Saran ................................................................... V.1 Kesimpulan .............................................................................. V.2 Saran ........................................................................................
DAFTAR PUSTAKA
35 35 35 36 36 37
43 44 46 47 48 49
ix
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran A
Penyebaran 22 GCPs
Lampiran B
Posisi GCPs di Lapangan
Lampiran C
Blok-Blok Bidang Tanah
Lampiran D
Pengolahan Data GPS
Lampiran E
Sebaran 11 Titik Sekutu
Lampiran F
Sebaran 10 Titik Sekutu
Lampiran G
Transformasi Helmert dengan 11 Titik Sekutu
Lampiran H
Teansformasi Helmert dengan 10 Titik Sekutu
Lampiran I
Posisi Koordinat Hasil Transformasi Citra
Lampiran J
RMSe Check Point
Lampiran K
RMSe Titik pada Blok Bidang Tanah
Lampiran L
RMSe Jarak pada Blok Bidang Tanah
Lampiran M
Perhitungan Koordinat Lapangan dan Reduksi Jarak
Lampiran N
Luas Bidang-Bidang Tanah
Lampiran O
Uji Chi-Square
Lampiran P
Data Mentah Pengukuran Lapangan
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar I.1
Diagram alir metodologi penelitian .......................................
3
Gambar II.1
Metode polar ........................................................................
10
Gambar II.2
Metode penentuan posisi differensial ....................................
12
Gambar II.3
(a) Sistem koordinat citra didefinisikan oleh baris dan kolom (b) Sistem koordinat peta didefinisikan oleh sumbu x dan y
15
Gambar II.4
Koreksi geometrik yang bersifat non-sistematik ..................
16
Gambar II.5
Akurasi dan presisi ...............................................................
19
Gambar II.6
Kurva distribusi normal (1) ..................................................
9
Gambar II.7
Kurva distribusi normal (2) ...................................................
20
Gambar III.1 Diagram alir metodologi penelitian .......................................
25
Gambar III.2 Peta lokasi penelitian ............................................................
26
Gambar III.3 Base point dan rover .............................................................
28
Gambar III.4 Pemotongan citra dengan Global Mapper 8 .........................
31
Gambar III.5 (a) Sebelum penajaman, (b) Sesudah penajaman ..................
31
Gambar IV.1 Ketelitian gometrik titik sekutu ...........................................
38
Gambar IV.2 Ketelitian gometrik check point ..........................................
39
Gambar IV.3 RMS titik pada blok bidang tanah dengan 11 TS dan 10 TS
40
Gambar IV.4 RMS jarak pada blok bidang tanah dengan 11 TS dan 10 TS
41
Gambar IV.5 Ilustrasi kemampuan identifikasi titik secara visual pada citra Quickbird
......................................................................
50
xi
DAFTAR TABEL
Tabel II.1
Karakteristik citra Quickbird ...........................................................
13
Tabel III.1
Koordinat GCPs hasil pengolahan data GPS ..................................
29
Tabel III.2
Koordinat detail bidang-bidang tanah per blok
.............................
30
Tabel III.3
Koordinat citra Quickbird hasil pemotongan ...................................
31
Tabel III.4
Koordinat GCPs hasil digitasi pada citra mentah ............................
32
Tabel III.5
Sepuluh titik sekutu terbaik ..............................................................
33
Tabel III.6
Blok-blok bidang tanah ...................................................................
36
Tabel IV.1
Rekapitulasi RMS titik sekutu .........................................................
38
Tabel IV.2
Rekapitulasi RMS check point .........................................................
39
Tabel IV.3
Rekapitulasi RMS titik pada blok bidang tanah ...............................
39
Tabel IV.4
Rekapitulasi RMS jarak pada blok bidang tanah .............................
41
Tabel IV.5
Rekapitulasi perbedaan luas bidang tanah ........................................
42
Tabel IV.6
Rekapitulasi RMSe titik sekutu ........................................................
43
Tabel IV.7
Rekapitulasi hasil uji Chi-square ketelitian planimetrik titik ............
43
Tabel IV.8
Rekapitulasi RMSe titik pada blok bidang tanah .............................
44
Tabel IV.9
Rekapitulasi hasil uji Chi-square ketelitian planimetrik jarak...........
45
Tabel IV.10
Rekapitulasi RMSe jarak pada blok bidang tanah ............................
45
Tabel IV.11
Rekapitulasi hasil uji Chi-square ketelitian kartometri titik ..............
46
Tabel IV.12
Rekapitulasi RMSe titik pada blok bidang tanah .............................
47
Tabel IV.13
Rekapitulasi hasil uji Chi-square ketelitian kartometri jarak ............
47
Tabel IV.14
Rekapitulasi RMS jarak pada blok bidang tanah .............................
48
Tabel IV.15
Rekapitulasi toleransi luas bidang tanah ...........................................
49
Tabel IV.16
Skala peta citra berdasarkan ketelitian planimetrik ...........................
49
Tabel IV.17
Skala peta citra berdasarkan ketelitian kartometri ...........................
50
xii
DAFTAR SINGKATAN
SINGKATAN
Nama
Pemakaian pertama kali pada halaman
PMNA
Peraturan Menteri Negara Agraria
2
KBPN
Kepala Badan Pertanahan Nasional
2
BPN
Badan Pertanahan Nasional
2
GPS
Global Positioning System
2
GCPs
Ground Control Points
4
RMSe
Root Mean Square Error
5
SIG
Sistem Informasi Geografis
7
Pajak Bumi dan Bangunan
7
Transverse Mercator 3 derajat
21
PBB TM3
0
