ANALISIS THRESHOLD UNTUK MENGEKSTRAKSI JALAN DARI FOTO UDARA
SKRIPSI
MUHAMMAD IQBAL 051401026
PROGRAM STUDI S1 ILMU KOMPUTER DEPARTEMEN ILMU KOMPUTER FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010
Universitas Sumatera Utara
ANALISIS THRESHOLD UNTUK MENGEKSTRAKSI JALAN DARI FOTO UDARA SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Komputer
MUHAMMAD IQBAL 051401026
PROGRAM STUDI S1 ILMU KOMPUTER DEPARTEMEN ILMU KOMPUTER FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010
Universitas Sumatera Utara
ii PERSETUJUAN
Judul Kategori Nama Nomor Induk Mahasiswa Program Studi Departemen Fakultas
: ANALISIS THRESHOLD UNTUK MENGEKSTRAKSI JALAN DARI FOTO UDARA : SKRIPSI : MUHAMMAD IQBAL : 051401026 : SARJANA (S1) ILMU KOMPUTER : ILMU KOMPUTER : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Diluluskan di Medan, 23 Juli 2010
Komisi Pembimbing
:
Pembimbing 2
Pembimbing 1
Ir. Arman Sani, MT NIP. 19631128 199103 1 003
Syahril Efendi, S.Si, MIT NIP. 196711101996021001
Diketahui/Disetujui oleh Program Studi S1 Ilmu Komputer Ketua,
Prof. Dr. Muhammad Zarlis NIP. 195707011986011003
Universitas Sumatera Utara
iii PERNYATAAN
ANALISIS THRESHOLD UNTUK MENGEKSTRAKSI JALAN DARI FOTO UDARA
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Juli 2010
MUHAMMAD IQBAL 051401026
Universitas Sumatera Utara
PENGHARGAAN
Alhamdulillah, puji syukur saya panjatkan kehadirat Allah SWT, yang telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya serta segala sesuatunya dalam hidup, sehingga saya dapat menyelesaikan penyusunan skripsi ini, sebagai syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Komputer, Program Studi S1 Ilmu Komputer Universitas Sumatera Utara. Ucapan terima kasih yang sebesar – besarnya saya sampaikan kepada Bapak Syahril Efendi, S.Si. MIT selaku Dosen Pembimbing I dan Bapak Ir. Arman Sani, MT sebagai Dosen Pembimbing II yang telah memberikan bimbingan, saran, dan masukan kepada saya untuk enyempurnakan skripsi ini. Selanjutnya kepada para Dosen Penguji Bapak Syahriol Sitorus, S.Si, MIT dan Bapak M. Andri Budiman, ST, McompSc, MEM atas saran dan kritikan yang sangat berguna bagi saya. Ucapan terima kasih juga ditujukan kepada Ketua dan Sekretaris Program Studi S1 Ilmu Komputer, Bapak Prof. Dr. Muhammad Zarlis dan Bapak Syariol Sitorus, S.Si,MIT, Dekan dan Pembantu Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara, semua dosen Program Studi S1 Ilmu Komputer FMIPA USU, dan pegawai di FMIPA USU. Skripsi ini penulis persembahkan untuk kedua orang tua penulis yang telah memberikan segalanya baik moril maupun materil yang tidak terbalaskan kepada penulis selama menyelesaikan skripsi ini. Dan juga untuk abang, kakak dan adik penulis Joni, Herri, Irfan, Reni, dan Anis yang selalu memfasilitasi dan memotivasi penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. Dan juga untuk keluarga angkat penulis Wak Yul, Wak Adi, Kak Inun dan Dicky yang selalu memotifasi dan memberi tempat tinggal untuk penulis. Tak lupa kepada seluruh pegawai Bappeda Kab. Pidie Jaya yang telah banyak memberi izin dan dukungan kepada penulis selama menyelesaikan skripsi ini. Dan untuk sahabat penulis Ridho, Ikhsan, Delan, Nandar, Adi, Vera, Kak Ai dan seluruh teman-teman angkatan 2005 dan Imilkom yang selalu berusaha menjadi sahabat terbaik dan tidak mudah putus asa. Terima kasih yang sangat khusus penulis tujukan kepada kekasih penulis Conie Georgina dan keluarganya yang selalu mengingatkan dan memotivasi penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. Terima kasih pula kepada semua pihak – pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu namanya, terima kasih atas ide, saran dan kerjasama yang baik. Saya menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan, karena kesempurnaan hanya milik Allah. Oleh karena itu saya menerima saran dan kritik yang bersifat membangun demi kesempurnaan skripsi ini. Sehingga dapat bermanfaat bagi kita semuanya.
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Jalan merupakan salah satu sarana transportasi darat yang penting untuk menghubungkan berbagai tempat seperti pusat industri, lahan pertanian, pemukiman, serta sebagai sarana distribusi barang dan jasa untuk menunjang perekonomian. Metode threshold digunakan untuk mengatasi masalah dalam hal mengekstraksi jalan dari foto udara, dimana metode threshold digunakan untuk membedakan derajat keabuan pada citra grayscale dan mengubahnya ke citra biner, sedangkan untuk mereduksi noise digunakan operasi morfologi. Dalam tugas ini software yang digunakan adalah Matlab R2008b. Hasil analisis yang diperoleh dari penerapan metode threshold adalah jalan terekstraksi dengan baik dan memiliki sedikit derau apabila jalan berada disekitar persawahan, sungai dan tambak, tetapi jalan tidak terekstraksi dengan baik dan memiliki banyak derau apabila ada objek-objek lain yang menutupi badan jalan sehingga berubahnya nilai derajat keabuan pada jalan.
Universitas Sumatera Utara
ANALYSIS OF THRESHOLD FOR EXTRACTING ROAD FROM AERIAL IMAGE
ABSTRACT
Road is one important means of land transportation for connecting various places such as industrial centers, agricultural land, settlement, and as a means of distributing goods and services to support the economy. Threshold method is used to solve the problem in terms of extracting roads from aerial images, where the threshold method is used to distinguish the degree of gray on the grayscale image and convert to binary image, while reducing noise used morphological operations. In this task, the software used was Matlab R2008b. Analysis results obtained from application of the threshold method is the way of extraction well and have a little noise when the roads were around the rice fields, rivers and ponds, but extracted road is not well and has a lot of noise when there are other objects that covered the road so that the change in value the degree of gray on the road.
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman Persetujuan Pernyataan Penghargaan Abstrak Abstract Daftar Isi Daftar Tabel Daftar Gambar
ii iii iv v vi vii ix x
Bab 1
Pendahuluan 1.1 Latar Belakang 1.2 Rumusan Masalah 1.3 Batasan Masalah 1.4 Tujuan Penelitian 1.5 Manfaat Penelitian 1.6 Metodologi Penelitian 1.7 Sistematika Penulisan
1 1 3 3 4 4 4 5
Bab 2
Landasan Teori 2.1 Pengolahan Citra Digital 2.2 Operasi Pengolahan Citra Digital 2.3 Ekstraksi Jalan 2.4 Multi-Threshold 2.5 Grayscale 2.6 Morphology 2.7 Deteksi Tepi 2.7.1 Deteksi Tepi Unsur pada Citra 2.7.2 Deteksi Tepi Canny 2.8 Transformasi 2.8.1 Transformasi Radon 2.8.2 Transformasi Radon Invers
7 7 8 10 11 12 12 14 14 15 19 19 22
Bab 3
Data dan Perancangan Aplikasi 3.1 Data 3.2 Rancangan Aplikasi 3.2.1 Data Flow Diagram (DFD) 3.2.2 Flowchart 3.2.3 Rancangan Tampilan
26 26 26 27 28 34
Bab 4
Implementasi, Hasil Uji Coba dan Analisis 4.1 Implementasi
35 35
Universitas Sumatera Utara
Bab 5
4.2 Tampilan Pembuka 4.3 Hasil Uji Coba 4.4 Analisis
35 39 52
Kesimpulan dan Saran 5.1 Kesimpuan 5.2 Saran
53 53 54
Daftar Pustaka
55
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 3.1 Deskripsi Data Citra Tabel 3.2 Simbol-simbol dari Flowchart Tabel 4.1 Spesifikasi Perangkat Lunak dan Perangkat Keras Tabel 4.2 Waktu proses dan hasil ekstraksi aplikasi analisis threshold untuk mengekstraksi jalan dari foto udara terhadap ukuran citra
26 28 35 52
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 2.1 Gambar 2.2 Gambar 2.3 Gambar 2.4 Gambar 2.5 Gambar 2.6 Gambar 2.7 Gambar 2.8 Gambar 2.9 Gambar 2.10 Gambar 2.11 Gambar 2.12 Gambar 2.13 Gambar 2.14 Gambar 2.15 Gambar 2.16 Gambar 2.17 Gambar 2.18 Gambar 2.19 Gambar 2.20 Gambar 3.1 Gambar 3.2 Gambar 3.3 Gambar 3.4 Gambar 3.5 Gambar 3.6 Gambar 3.7 Gambar 3.8 Gambar 3.9 Gambar 3.10 Gambar 4.1 Gambar 4.2 Gambar 4.3 Gambar 4.4 Gambar 4.5 Gambar 4.6 Gambar 4.7 Gambar 4.8 Gambar 4.9
Citra Digital Komposisi Warna RGB Contoh Citra Hasil Penerapan Mathematical Morphology Matriks Template Pendeteksi Tepi Gambar Proses Konvolusi Contoh Hasil Deteksi Tepi Prewitt Citra dengan derau dan tekstur dan hasil deteksi tepi Prewittnya Matriks template dari filter Gaussian Hasil deteksi tepi pada citra terfilter Jarak Euclides pada satu piksel dengan piksel sekitarnya Contoh proses thinning Contoh proses deteksi tepi Canny Ilustrasi transformasi Radon dalam koordinat asal kartesian Ilustrasi transformasi Radon dalam koordinat asal polar Hasil transformasi Radon pada citra irisan kepala Skema transformasi Radon Invers Skema transformasi Radon Invers, apabila unblur filtering dilakukan terhadap sinyal satu dimensi Teorema (Irisan) - Proyeksi Ilustrasi operasi backprojektion Hasil transformasi Radon Invers (citra irisan kepala) Diagram Konteks Flowchart aplikasi analisis multi-threshold untuk mengekstraksi jalan dari foto udara Foto Udara Pengubahan Citra RGB ke citra grayscale Pengubahan citra grayscale ke citra biner dengan nilai threshold 180 – 200 Operasi morfology pada citra biner Hasil deteksi tepi metode Canny terhadap citra jalan Hasil transformasi Hough Hasil penghilangan derau dengan metode filter median Rancangan tampilan aplikasi analisis multi-threshold untuk mengekstraksi jalan dari foto udara Tampilan „Desktop’ Matlab Tampilan aplikasi analisis multi-threshold untuk mengekstraksi jalan dari foto udara Tampilan jika tombol „Open File‟ di klik Tampilan aplikasi setelah foto udara dipilih Tampilan aplikasi setelah tombol „Proses‟ di klik Tampilan aplikasi setelah citra perbandingan dipilih Hasil uji coba foto udara dengan nama file “1.jpg” Hasil uji coba foto udara dengan nama file “2.jpg” Hasil uji coba foto udara dengan nama file “3.jpg”
7 8 13 14 14 15 15 16 17 18 18 19 20 20 21 22 22 23 24 25 27 29 30 30 31 31 32 32 33 34 36 36 37 38 38 39 40 40 41
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.10 Gambar 4.11 Gambar 4.12 Gambar 4.13 Gambar 4.14 Gambar 4.15 Gambar 4.16 Gambar 4.17 Gambar 4.18 Gambar 4.19 Gambar 4.20 Gambar 4.21 Gambar 4.22 Gambar 4.23 Gambar 4.24 Gambar 4.25 Gambar 4.26 Gambar 4.27 Gambar 4.28 Gambar 4.29 Gambar 4.30
Hasil uji coba foto udara dengan nama file “4.jpg” Hasil uji coba foto udara dengan nama file “5.jpg” Hasil uji coba foto udara dengan nama file “6.jpg” Hasil uji coba foto udara dengan nama file “7.jpg” Hasil uji coba foto udara dengan nama file “8.jpg” Hasil uji coba foto udara dengan nama file “9.jpg” Hasil uji coba foto udara dengan nama file “10.jpg” Hasil uji coba foto udara dengan nama file “11.jpg” Hasil uji coba foto udara dengan nama file “12.jpg” Hasil uji coba foto udara dengan nama file “13.jpg” Hasil uji coba foto udara dengan nama file “14.jpg” Hasil uji coba foto udara dengan nama file “15.jpg” Hasil uji coba foto udara dengan nama file “16.jpg” Hasil uji coba foto udara dengan nama file “17.jpg” Hasil uji coba foto udara dengan nama file “18.jpg” Hasil uji coba foto udara dengan nama file “19.jpg” Hasil uji coba foto udara dengan nama file “20.jpg” Hasil uji coba foto udara dengan nama file “21.jpg” Hasil uji coba foto udara dengan nama file “22.jpg” Hasil uji coba foto udara dengan ukuran citra 256x256 piksel/inchi Hasil uji coba foto udara dengan ukuran citra 128x128 piksel/inchi
41 42 42 43 43 44 44 45 45 46 46 47 47 48 48 49 49 50 50 51 51
Universitas Sumatera Utara
