DESAIN DAN IMPLEMENTASI PAYLOAD DAN IMAGE PROCESSING PADA GROUND SEGMENT UNTUK SISTEM
PENGINDERAAN JAUH
Design and Implementation of Payload and Image Processing in Ground Segment for Remote Sensing
TUGAS AKHIR
untuk memenuhi sebagian persyaratan menyelesaikan pendidikan Diploma IV
Program Diploma IV Teknik Telekomunikasi Wireless Jurusan Teknik Elektro
diajukan oleh: DIAN SUNDARI NIM 08334007
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2012
DESAIN DAN IMPLEMENTASI PAYLOAD DAN IMAGE
PROCESSING PADA GROUND SEGMENT UNTUK SISTEM PENGINDERAAN JAUH
Design and Implementation of Payload and Image Processing in Ground
Segment for Remote Sensing
TUGAS AKHIR
disusun oleh DIAN SUNDARI
NIM 08334007
telah disidangkan di depan Majelis Sidang Proyek Akhir pada tanggal 4 Juni 2012 Susunan Majelis Sidang Proyek Akhir Pembimbing Utama
Ferry Satria , BSEE, M.T. NIP. 195809161984031001
Penguji I
Sanam Herlambang, SST., MT. NIP. 195711051984031003
Penguji II
Teddi Hariyanto, S.T., M.T. NIP. 195803311985031001
Penguji III
Ir. Hertog Nugroho, M.Sc., Ph.D. NIP. 195905151991031001
Tugas Akhir ini telah diterima sebagai salah satu persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana Sains Terapan Tanggal ( 2012) Ketua Jurusan Teknik Elektro
Ir. Hari Purnama, M.Eng. 195806011993031001
DAFTAR RIWAYAT HIDUP
Nama : DIAN SUNDARI
NIM
: 08334007
Tempat/Tanggal lahir : Tasikmalaya, 31 Januari 1990
SD lulus tahun
: 2001/2002
di SDN 1 Neglasari, Tasikmalaya
SLTP lulus tahun
: 2004/2005
di SMPN 1 Salawu, Tasimalaya
SLTA lulus tahun
: 2007/2008
di SMAN 1 Tasikmalaya
Prestasi yang pernah dicapai: 1. Juara ke-2 Kompetisi Muatan Roket Indonesia (KOMURINDO) 2011 Tingkat Nasional 2. Juara ke-3 Kompetisi Muaran Roket Indonesia (KOMURINDO) 2012 Tingkat Nasional 3. Menjadi Peserta Nasional Kompetisi Roket Indonesia Tahun 2010. 4. Menjadi Peserta Nasional Kompetisi Muatan Roket Indonesia Tahun 2011 5. Menjadi Peserta Nasional Kompetisi Muatan Roket Indonesia Tahun 2012
6. Menjadi Ketua Divisi Infomasi dan Komunikasi periode 2009/2010 Himpunan Mahasiswa Teknik Telekomunikasi.
“Kupersembahkan karyaku ini Untuk Mama, Papa, dan seluruh keluargaku.
Terima kasih untuk teman-teman NK 2008
dan Tim Roket Polban yang telah membantu kesuksesanku.”
Salam titikduabintang.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah s.w.t. atas nikmat dan
karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir dan Laporan
Tugas Akhir ini. Salawat serta salam semoga selalu tercurah kepada Rasulullah, Nabi Muhammad s.a.w., beserta para sahabat dan keluarga beliau, dan semoga sampai kepada kita selaku umatnya.
Laporan Tugas Akhir ini penulis susun berdasarkan pelaksanaan Tugas
yang berjudul “Desain dan Implementasi Payload dan Image Processing Akhir
pada Ground Segment untuk Sistem Penginderaan Jarak Jauh”. Selama proses penyusunan laporan ini, penulis mendapat banyak bantuan, saran, dan motivasi dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada: 1.
Allah s.w.t. atas kesehatan dan keselamatan-Nya dalam pelaksanaan Tugas Akhir dan pengerjaan Laporan Tugas Akhir ini,
2.
Kedua orangtua yang telah mendukung saya dalam lancarnya pelaksanaan Tugas Akhir ini.
3.
Teman-teman Nirkabel 2008 yang selalu mendukung saya.
4.
Bapak Ferry Satria, BSEE., MT. selaku pembimbing saya
5.
Subkhan dan Budhi selaku partner tim roket yang telah banyak membantu.
6.
Pihak-pihak yang tidak bisa disebutkan satu persatu. Semoga laporan ini bermanfaat khususnya bagi penulis dan umumnya bagi
kita. Kritik dan saran yang membangun sangat penulis harapkan demi penyempurnaan laporan di masa yang akan datang.
Bandung, Juni 2011
Penulis
Dian Sundari
ABSTRAK
Dalam tugas akhir ini, didesain sebuah sistem yang bernama Payload yang mampu menangkap gambar berwarna dan ditampilkan dengan resolusi 200 x 200 piksel. Payload ini diterbangkan dengan bantuan roket dan parasut, dengan ketinggian tertentu yaitu hingga mencapai 800 meter dari permukaan bumi. Data kamera tersebut dikirim ke Ground Segment melalui komunikasi radio. Ground Segment adalah sistem yang berfungsi mengirimkan instruksi, menerima data, mengelelola data, menyimpan data, dan menampilkan data tersebut kedalam grafik atau tampilan lain. Ground Segment ini dilengkapi dengan Google Earth sehingga pengguna dapat mendapatkan data penginderaan tanpa menggunakan Payload. Ground Segment ini juga dilengkapi dengan image processing yang mampu mengidentifikasi dan menghitung persentase dari objek rumah, hutan dan laut hanya untuk daerah di Indonesia dengan kriteria tertentu. Percobaan proyek akhir dilakukan dengan mengambil beberapa data penginderaan di Jawa Barat, dan Ground Segment dapat mengidentifikasi dan menghitung persentase objek di dalamnya. Kata kunci : Penginderaan jarak Jauh, Cmucam3, Image Processing, Visual Basic, Payload, Ground Segment
ABSTRACT In this final project, a system called Payload that can capture color images has been designed and it is shown with a resolution of 352 x 288 pixels. The Payload is flown using a rocket and a parachute, with a certain height is up to 800 meters from the surface of the earth. Camera data is sent to the Ground Segment using radio communication. Ground Segment is a system which functions is to transmit instructions, receive data, organizing data, store data, and display it into a chart or other display. Ground Segment is equipped with Google Earth so that users can obtain sensing data without using the Payload. Ground Segment is also equipped with image processing. It is able to identify objects and calculate the percentage of homes, forests and marine areas in Indonesia only based on certain criteria. Experiments carried out by the end of the project took several sensing data in West Java, and the Ground Segment can identify and calculate the percentage of objects in it. Keywords: Remote Sensing, Cmucam3, Image Processing, Visual Basic, Payload, Ground Segment.
DAFTAR ISI
DAFTAR RIWAYAT HIDUP ..................................................................................
LEMBAR PERSEMBAHAN ................................................................................... KATA PENGANTAR ..............................................................................................
ABSTRAK ................................................................................................................ DAFTAR ISI ............................................................................................................. DAFTAR GAMBAR ................................................................................................
DAFTAR TABEL ..................................................................................................... DAFTAR LAMPIRAN .............................................................................................
BAB I PENDAHULUAN ......................................................................................... 1.1
Latar Belakang Masalah .......................................................................
1.2
Pemecahan Masalah .............................................................................
1.3
Perumusan Masalah .............................................................................
1.4
Tujuan Proyek Akhir ............................................................................
1.5
Batasan Masalah...................................................................................
1.6
Manfaat yang diharapkan .....................................................................
BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI ................................. 2.1
Tinjauan Pustaka ..................................................................................
2.2
Landasan Teori ..................................................................................... 2.2.1 Sensor Kamera ........................................................................ 2.2.2
RF Data Transceiver ...............................................................
2.2.3
Citra ........................................................................................
2.2.4
Karakteristik Citra ..................................................................
2.2.5
RGB dan HSV ........................................................................
2.2.6
Modulasi GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying) ............
2.2.7
Standard RS232 ......................................................................
2.2.8
Visual Basic 6 .........................................................................
BAB III DESAIN DAN IMPLEMENTASI .............................................................
3.1
Sistem Kerja Alat .................................................................................
3.2
Desain Diagram Blok Sistem ...............................................................
3.3
Desain Sistem Payload .........................................................................
3.4
Desain Sistem Ground Segment...........................................................
3.5
Implementasi ........................................................................................
3.5.1 Implementasi Sistem Payload ................................................ 3.5.2 Implementasi Sistem Ground Segment...................................
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................................. 4.1
Hasil ..................................................................................................... 4.1.1
Hasil pengujian menangkap data gambar menggunakan modul kamera payload ..........................................................
4.1.2
Hasil pengujian analisa objek gambar pada Ground Segment menggunakan data gambar Google Earth ..............
4.2
Analisa..................................................................................................
4.2.1 Analisa Bagian Payload ....................................................................... 4.2.2 Analisa Sistem Ground Segment ......................................................... 4.2.3 Analisa Image Processing ....................................................................
BAB V PENUTUP.................................................................................................... 5.1
Kesimpulan ..........................................................................................
5.2
Saran .....................................................................................................
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................... LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Konfigurasi Hardware Back board Cmucam3..............................7
Gambar 2.2 Bentuk fisik modul YS-1020UB...................................................8
Gambar 2.3 Tabel Warna HSV........................................................................11
Gambar 2.4 Rumus Menghitung Nilai Hue dari RGB.....................................12
Gambar 2.5 Rumus Menghitung Nilai Saturasi dari RGB...............................13 Gambar 3.1 Ilustrasi Proyek Akhir...................................................................17 Gambar 3.2 Diagram Blok Sistem Bagian Payload.........................................20
Gambar 3.3 Diagram Blok Sistem Bagian Ground Segment...........................20 Gambar 3.4 Port-Port pada CMUcam3+.........................................................21 Gambar 3.5 Desain Rangka Payload................................................................22 Gambar 3.6 Perancangan Tampilan Ground Segment 1...................................23 Gambar 3.7 Perancangan Tampilan Ground Segment 2...................................24 Gambar 3.8 Flowchart Identifikasi Objek........................................................25 Gambar 3.9 Perancangan Tampilan Ground Segment .....................................25 Gambar 3.10 CMUcam3+ Tampak Atas..........................................................26 Gambar 3.11 CMUcam3+ Tampak Bawah......................................................26 Gambar 3.12 Aplikasi Philips LPC Flash ISP Utitlity.....................................27 Gambar 3.13 Pengaturan Baudrate pada Program CMUcam2.........................27 Gambar 3.14 Pengaturan Format Data pada Program CMUcam2....................28 Gambar 3.15 Listing Command pada Program CMUcam2..............................28 Gambar 3.16 Subrutin Command Send JPG pada Program CMUcam2..........29 Gambar 3.17 Modul Transceiver.......................................................................29 Gambar 3.18 Hasil Implementasi Akhir Payload.............................................30 Gambar 3.19 Pengaturan Komunikasi Serial pada Visual Basic 6...................32 Gambar 3.20 Data JPG yang Dikirim Payload.................................................33 Gambar 3.21 Analisa Piksel..............................................................................34 Gambar 3.22 Urutan analisa piksel berdasarkan koordinat..............................34 Gambar 3.23 Pemisahan data RGB..................................................................35 Gambar 3.24 Menaikan saturasi menjadi 100%...............................................36
Gambar 3.25 Contoh hasil warna sebelum dan sesudah dinaikan level
Saturasi......................................................................................37
Gambar 3.26 Gambar Objek Gambar Sebelum Dan Sesudah Dinaikan
Level Saturasinya Menjadi 100%.............................................37
Gambar 3.27 Pengelompokan range warna pada channel R untuk
mengidentifikasi rumah dan hutan..........................................39 Gambar 3.28 Pengelompokan range warna pada channel B untuk mengidentifikasi hutan dan laut...............................................39 Gambar 3.29 Tampilan Akhir Program Ground Segment..............................40 Gambar 4.1 Hasil Identifikasi Objek Ground Segment 1...............................43
Gambar 4.2 Hasil Identifikasi Objek Ground Segment 2...............................44
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Pin-pin Modul Transceiver YS.........................................................30
Tabel 3.2 Penaikan dan Penurunan Saturasi dari RGB....................................36 3.3 Contoh Penaikan Saturasi.................................................................36 Table
Tabel 3.3 Data Gambar per Channel Setelah dan Sebelum Dinaikan Saturasi menjadi 100%.....................................................................38
Tabel 3.4 Range Pengelompokan Warna suatu Objek.....................................39
Tabel 3.5 Penjelasan Perangkat Lunak Ground Segment.................................41
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN A Kriteria Objek Gambar............……………………..……...…...A
LAMPIRAN B Listing Program Ground Segment……………………..…….....B LAMPIRAN C Listing Program Cmucam2…………...……...…….....….……..C
LAMPIRAN D Datasheet YS-1020UB………………………………….……...D LAMPIRAN E Datasheet CMUcam3+.....................................…….…………..E LAMPIRAN F Listing Program Google Earth .......…………………...……….F
DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR PUSTAKA
[1]. Wikipedia , http://id.wikipedia.org/wiki/Penginderaan_jauh [29 Mei 2012]
[2]. M. Echoles, John and Shadily, Hasan. Kamus Inggris Indonesia. Jakarta : PT Gramedia Indonesia, 1989.
[3]. LAPAN. Panduan Kompetisi Muatan Roket Indonesia (KOMURINDO) 2011. Buku Panduan KORINDO 2011 (Revisi 5 Nov 2010) , 2010.
[4]. http://Cmucam.org/ : [5 Februari 2011]
[5]. Ramadhan, Arief. 36 Jam Belajar Komputer Bisual Basic 6.0. Jakarta : PT Alex Media Komputindo, 2004.
Dian Sundari 08334007 Laporan Proyek Akhir 2012
45
LAMPIRAN
