KAJIAN AKURASI PEMANFAATAN CITRA QUICKBIRD PADA GOOGLE EARTH UNTUK PEMETAAN BIDANG TANAH TESIS

KAJIAN AKURASI PEMANFAATAN CITRA QUICKBIRD PADA GOOGLE EARTH UNTUK PEMETAAN BIDANG TANAH

TESIS

Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister dari Institut Teknologi Bandung

Oleh :

NANDANG ISNANDAR NIM : 25106302

Program Magister Teknik Geodesi dan Geomatika Bidang Pengutamaan Administrasi Pertanahan

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2008

Lembar Pengesahan Tesis KAJIAN AKURASI PEMANFAATAN CITRA QUICKBIRD PADA GOOGLE EARTH UNTUK PEMETAAN BIDANG 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,

Mei 2008

Nandang Isnandar 25106302 Bandung, Mei 2008 Pembimbing : Pembimbing I

Pembimbing II

(Ir.Agoes Soewandito Soedomo,MS) NIP. 130 890 239

(Dr.Ir.Agung Budi Harto,M.Eng) NIP. 132 052 382

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 Dr. Ir. S. Hendriatiningsih, MS sebagai Ketua Kelompok Keahlian Surveying dan Kadaster Teknik Geodesi dan Geomatika FITB-ITB, melalui sidang terbuka pada tanggal 8 Mei 2008 jam 09.00 s/d 11.00 di ruang 3105 lantai I, Labtek IX-C Program Studi Teknik Geodesi dan Geomatika ITB.

Pengulas,

(Dr. Ir. S. Hendriatiningsih, MS) NIP. 130 528 325

i

ABSTRAK KAJIAN AKURASI PEMANFAATAN CITRA QUICKBIRD PADA GOOGLE EARTH UNTUK PEMETAAN BIDANG TANAH Oleh : Nandang Isnandar NIM : 25106302 Citra yang diperoleh dari google earth memiliki beberapa keterbatasan diantaranya adalah tidak ada informasi metadata mengenai perolehan citra yang digunakan dan tidak diketahui seberapa besar akurasi citra yang diberikan. Citra yang ditampilkan dapat di download oleh pengguna pada tinggi pengamatan dan ukuran penyimpanan file yang bervariasi. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui akurasi citra yang diperoleh dari google earth dan pemanfaatannya pada kegiatan pemetaan bidang tanah Penelitian dilakukan di daerah relatif datar dengan perbedaan ketinggian wilayah maksimum 5 meter dan daerah relatif berbukit dengan perbedaan ketinggian wilayah maksimum 60 meter. Citra penelitian diperoleh dengan 3 metode untuk masing-masing wilayah yaitu metode screen, premium dan mosaic. Citra di daerah relatif datar dikoreksi dengan rektifikasi dan citra daerah relatif berbukit dikoreksi dengan ortorektifikasi. Hasil digitasi jarak dan luas bidang tanah pada citra terkoreksi dibandingkan dengan hasil pengukuran jarak dan luas bidang tanah di lapangan sehingga dapat diketahui Root Mean Square Error (RMSe) citra quickbird yang diperoleh dari google earth untuk daerah relatif datar dan relatif berbukit. Metode mosaic citra dapat dipergunakan sebagai alternatif untuk memperoleh citra dengan cakupan wilayah yang lebih luas. Peta citra yang dapat dihasilkan pada penelitian ini untuk wilayah penelitian relatif datar luas ± 76 Ha maksimum memiliki RMSe sebesar 0,744m untuk 20 ICPs, RMSe perbedaan jarak 0,940m, rata-rata perbedaan luas 2,474%. Untuk wilayah relatif berbukit ± 76 Ha maksimum memiliki RMSe sebesar 1,537m untuk 19 ICPs, RMSe perbedaan jarak 1,242m, rata-rata perbedaan luas 2,680%. Kata kunci : Akurasi, Citra Quickbird, Google Earth, Pemetaan Bidang Tanah

ii

ABSTRACT

AN ACCURACY STUDY OF THE USE OF QUICKBIRD IMAGES IN GOOGLE EARTH FOR MAPPING OF LAND PARCELS by Nandang Isnandar NIM : 25106302 Images gained from google earth had some limitations such as there was no metadata concerning with used acquisition data and accuracy of provided images is unknown. The images could be downloaded by users with various methods and sizes of file storing. This study aimed at knowing image accuracy gained from google earth and its use for mapping of land parcels. The study conducted at relatively flat with 5 meters interval contour and slope area with 60 meters interval contour. Images for the research were acquired by using 3 methods for each area, namely: screen, premium, and mosaic. Images of flat area were corrected by rectification and those of slope area were corrected by orthorectification. Digitization distance and areas results of corrected images were compared with results of measurement on the field and showed Root Mean Square Error (RMSe) of quickbird images gained from google earth for relatively flat area and relatively slope area. Mosaic method can be used as alternative method for acquiring images with wider coverage of the area. Maps of images resulted from the research for relatively flat area of +76 Ha maximally had RMSe with 0.744m for 20 ICPs, 0.940m distance difference RMSe, 2.474% average of area difference. For relatively slope areas with +76 hectares maximum had RMSe 1.537m for 19 ICPs, distance difference RMSe 1.242m, average of area difference 2.680%. Key words: accuracy, quickbird images, google earth, mapping of land parcels.

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

”Sesungguhnya jika kamu bersyukur, pasti Kami akan menambah (nikmat) kepadamu dan jika kamu mengingkari (nikmat-Ku), maka sesungguhnya siksa-Ku sangat pedih” (Q.S. Ibrahim : 7) ”Dan apa saja nikmat yang ada pada Kamu maka dari Allahlah (datangnya)” (Q.S. An Nahl : 53)

Kupersembahkan tesis ini untuk Kedua orang tua dan mertua atas segala doa dan dukungannya Istri tercinta Yuliasih Putra tersayang Farid Nurfauzi Putri tersayang Firda Anindya

v

KATA PENGANTAR

Segala puji penulis panjatkan kepada Allah SWT, karena berkat rahmat dan anugerah-Nya penulis dapat menyelesaikan tesis ini. Dalam Penyusunannya telah banyak bantuan yang sangat berarti mulai dari awal hingga terselesaikannya penulisan. Karena itu pada kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Segenap Jajaran Pimpinan Badan Pertanahan Nasional yang telah memberi kesempatan untuk mengikuti program S2. 2. Ir. Sukesi S.W, MSc selaku Kapusdiklat BPN beserta staf yang telah memberikan ijin dan dukungan untuk mengikuti pendidikan ini 3. Ketua Jurusan Departemen Geodesi Institut teknologi Bandung beserta staf yang telah memberikan arahan dalam pelaksanaan kegiatan perkuliahan. 4. Dr.Ir.Bambang Edhi Leksono, MSc, selaku Ketua program MAP beserta staf. 5. Ir. Agoes Soewandito Soedomo, MS, selaku dosen pembimbing I 6. Dr.Ir. Agung Budi Harto, M.Eng selaku dosen pembimbing II 7. Dr.Ir. S.Hendriatiningsih, MS, selaku reviewer 8. Dr.Ir.Bambang Edhi Leksono, MSc dan Ir.Didik Wihardi, W.S,MS selaku penguji 9. Rekan-rekan pada Program MAP yang telah meluangkan waktunya untuk berdiskusi, membantu kegiatan pengukuran di lapangan dan meminjamkan peralatannya. 10. Semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian tesis yang tidak dapat disebutkan satu persatu. Penulis menyadari segala keterbatasan dan kemampuan, semoga tesis ini dapat memberikan manfaat bagi semua pihak yang membutuhkan. Bandung,

Mei 2008 Penulis

vi

DAFTAR ISI

ABSTRAK........................................................................................................ ABSTRACT...................................................................................................... PEDOMAN PENGGUNAAN TESIS.............................................................. PERSEMBAHAN............................................................................................. KATA PENGANTAR...................................................................................... DAFTAR ISI.................................................................................................... DAFTAR LAMPIRAN..................................................................................... DAFTAR TABEL............................................................................................ DAFTAR GAMBAR........................................................................................ DAFTAR SINGKATAN.................................................................................. Bab I Pendahuluan................................................................................... I.1 Latar Belakang................................................................................. I.2 Perumusan Masalah.......................................................................... I.3 Tujuan dan Manfaat Penelitian........................................................ I.4 Ruang Lingkup Kajian..................................................................... I.5 Hipotesis........................................................................................... I.6 Metodologi Penelitian...................................................................... I.7 Sistematika Penulisan...................................................................... Bab II Tinjauan Pustaka.......................................................................... II.1 Penelitian Terdahulu........................................................................ II.2 Ketelitian Geometrik........................................................................ II.3 Google Earth.................................................................................... II.4 Pengiriman Data Citra...................................................................... II.5 Koreksi Geometri Citra.................................................................... II.6 Pemetaan Bidang Tanah................................................................... II.7 Peta Dasar Pendaftaran..................................................................... Bab III Pelaksanaan Penelitian.................................................................. III.1 Persiapan.......................................................................................... III.1.1 Deskripsi Daerah Penelitian............................................................. III.1.2 Bahan dan Alat Penelitian................................................................ III.2 Pengumpulan Data........................................................................... III.2.1 Data Citra Quickbird pada Google Earth......................................... III.2.2 Data Lapangan.................................................................................. III.2.3 Data Kontur...................................................................................... III.2.4 Data Citra Quickbird Standar........................................................... III.3 Pengolahan Data............................................................................... III.3.1 Pengolahan Data GPS...................................................................... III.3.2 Pengolahan Data Jarak dan Luas Lapangan..................................... III.3.3 Pembuatan Digital Elevation Model (DEM).................................... III.3.4 Pra-Pengolahan Citra........................................................................ III.3.5 Pengolahan Citra.............................................................................. III.3.5.1 Rektifikasi pada Citra Daerah Relatif datar (Kelurahan Cipamokolan)...................................................................................

i ii iii iv v vi viii x xi xii 1 1 2 3 3 4 4 7 8 8 8 9 10 10 12 12 14 14 14 15 16 16 18 18 18 19 19 20 22 22 22 22

vii

III.3.5.2 Ortorektifikasi pada Citra Daerah Relatif Berbukit (Kelurahan Ledeng dan Kelurahan Isola)........................................................ III.6 Digitasi Citra.................................................................................... Bab IV Analisis Hasil Penelitian................................................................ IV.1 Analisis Data Titik Hasil Pengolahan GPS...................................... IV.2 Analisis Hasil Proses Mosaic Citra.................................................. IV.3 Analisis Pengolahan Citra................................................................ IV.3.1 Daerah Relatif Datar......................................................................... IV.3.2 Daerah Relatif Berbukit................................................................... IV.4 Analisis Identifikasi Obyek Digitasi................................................ IV.5 Analisis Hasil Digitasi Obyek Garis................................................ IV.6 Analisis Hasil Digitasi Obyek Luas Bidang Tanah.......................... IV.7 Ketentuan BPN untuk Pembuatan Peta Dasar Pendaftaran............. IV.8 Analisis Perbandingan Hasil pengolahan Citra Quickbird dari Google Earth dan Citra Quickbird Standar...................................... Bab V Kesimpulan dan Saran................................................................... V.1 Kesimpulan....................................................................................... V.2 Saran................................................................................................. DAFTAR PUSTAKA

24 25 26 26 27 27 27 29 31 32 33 35 36 39 39 40

viii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran A. Lampiran B.1 Lampiran B.2 Lampiran B.3 Lampiran B.4 Lampiran B.5 Lampiran C.1 Lampiran C.2 Lampiran D.1 Lampiran D.2 Lampiran D.3 Lampiran D.4 Lampiran D.5 Lampiran D.6 Lampiran D.7 Lampiran D.8 Lampiran E.1 Lampiran E.2 Lampiran F.1 Lampiran F.2 Lampiran F.3 Lampiran F.4 Lampiran G.1

Wilayah Obyek Penelitian Pada Google Earth Proses Perolehan Citra dari Google Earth dengan metode Screen untuk daerah peneltian relatif datar……………….. Proses Perolehan Citra dari Google Earth dengan metode Premium untuk daerah peneltian relatif datar……………... Proses Perolehan Citra dari Google Earth dengan metode Screen untuk daerah penelitian relatif berbukit…………. Proses Perolehan Citra dari Google Earth dengan metode Premium untuk daerah peneltian relatif berbukit………… Download Aplikasi, Instalasi dan Aktivasi Google Earth Pada Komputer.................................................................... Sebaran Titik Kontrol GCPs dan ICPs di Daerah Penelitian Relatif Datar…………………………………... Sebaran Titik Kontrol GCPs dan ICPs di Daerah Penelitian Relatif Berbukit…………………………………………… Pengolahan Titik Kontrol GCPs dan ICPs……………….. Contoh Hasil Pengolahan Baseline Koordinat Geodetik Pengamatan GPS di Daerah Penelitian Relatif Datar Hasil Pengolahan Trimble Geomatics Office…………………………………………. Koordinat TM3° Pengamatan GPS di Daerah Penelitian Relatif Datar Hasil Konversi dari Koordinat Geodetik dengan Menggunakan Software bpn_indx ………………. Koordinat TM3° titik GCPs/ICPs Pengamatan GPS di Daerah Penelitian Relatif Datar……………………….. Koordinat Geodetik Pengamatan GPS di di Daerah Penelitian Relatif Berbukit Hasil Pengolahan Trimble Geomatics Office…………………………………………. Koordinat TM3° Pengamatan GPS di Daerah Penelitian Relatif Berbukit Hasil Konversi dari Koordinat Geodetik dengan Menggunakan Software bpn_indx ………………. Koordinat TM3° titik GCPs/ICPs Pengamatan GPS di Daerah Penelitian Relatif Berbukit …………………… Proses Penajaman Citra…………………………………... Proses Pemotongan Citra Bahan Mosaic……………….... Proses Perolehan Citra dari Google Earth untuk Bahan Mosaic Citra Daerah Penelitian Relatif Datar…………… Proses Mosaic Citra Daerah Penelitian Relatif Datar…… Proses Perolehan Citra dari Google Earth untuk Bahan Mosaic Citra Daerah Penelitian Relatif Berbukit ……… Proses Mosaic Citra Daerah Penelitian Relatif Berbukit ... Sebaran Sampel Obyek Penelitian (Jarak dan Luas Bidang Tanah) di Daerah Penelitian Relatif Datar……...

43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69

ix

Lampiran G.2 Lampiran H Lampiran I Lampiran J.1 Lampiran J.2 Lampiran J.3 Lampiran J.4 Lampiran J.5 Lampiran J.6 Lampiran J.7 Lampiran J.8 Lampiran J.9 Lampiran J.10 Lampiran K.1 Lampiran K.2

Lampiran K.3 Lampiran L.1 Lampiran L.2 Lampiran M

Sebaran Sampel Obyek Penelitian (Jarak dan Luas Bidang Tanah) di Daerah Penelitian Relatif Berbukit….. Kontur dan Digital Elevation Model (DEM) Daerah Penelitian Relatif Berbukit………………………………. Proses Pengukuran Obyek Garis (Jarak) dan Luas Bidang Tanah di Lapangan…………………………………….. Hasil Hitungan RMSe 20 Check Point (ICPs) Citra Hasil Rektifikasi untuk Daerah Penelitian Relatif Datar……….. Hasil Hitungan RMSe 19 Check Point (ICPs) Citra Hasil Ortorektifikasi untuk Daerah Penelitian Relatif Berbukit.. Hasil Hitungan RMSe Check Point (ICPs) Citra yang Diperoleh dari Hasil Mosaic……………………………... Hasil Hitungan RMSe 11 GCPs dan 9 Check Point (ICPs) Citra Rektifikasi untuk Daerah Penelitian Relatif Datar…. Hasil Hitungan RMSe 11 GCPs dan 8 Check Point (ICPs) Citra Ortorektifikasi untuk Daerah Penelitian Relatif Berbukit…………………………………………………... Hasil Hitungan RMSe GCPs dan Check Point (ICPs) Citra yang Diperoleh dari Hasil Mosaic…………………. Hasil Hitungan RMSe 6 GCPs dan 14 Check Point (ICPs) Rektifikasi Citra untuk Daerah Penelitian Relatif Datar…. Hasil Hitungan RMSe 6 GCPs dan 13 Check Point (ICPs) Ortorektifikasi Citra untuk Daerah Penelitian Relatif Berbukit…………………………………………………... Hasil Hitungan RMSe 6 GCPs Citra yang Diperoleh dari Hasil Mosaic……………………………………………... Hasil Hitungan RMSe Check Point (ICPs) Ortorektifikasi Citra Quickbird Standar untuk Daerah Penelitian Relatif Berbukit…………………………………………………... Data Hasil Perbandingan Obyek Garis (Jarak) dan Luas Bidang Tanah dengan Digitasi Pada Citra Hasil Rektifikasi untuk Citra Daerah Penelitian Relatif Datar…. Data Hasil Perbandingan Obyek Garis (Jarak) dan Luas Bidang Tanah dengan Digitasi pada Citra Hasil Ortorektifikasi untuk Citra Daerah Penelitian Relatif Berbukit…………………………………………………... Hasil Uji Chi-square Ketelitian Pengukuran Lapangan Daerah Penelitian Berdasarkan Simpangan Baku Apriori (σ0) 0,3 mm x Skala Peta.................................................... Sebaran 20 GCPs, 11 GCPs dan 6 GCPs Rektifikasi Citra Daerah Penelitian Relatif Datar.......................................... Sebaran 19 GCPs, 11 GCPs dan 6 GCPs Rektifikasi Citra Daerah Penelitian Relatif Berbukit..................................... Citra Wilayah Penelitian Relatif Berbukit dari Google Earth dengan Citra Quickbird Standar……...

70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 84

85 86 87 88 89

x

DAFTAR TABEL

Tabel III.1 Tabel III.2 Tabel III.3 Tabel III.4 Tabel III.5 Tabel III.6 Tabel IV.1 Tabel IV.2 Tabel IV.3 Tabel IV.4 Tabel IV.5 Tabel IV.6 Tabel IV.7 Tabel IV.8

Koordinat GCPs dan ICPs Hasil Pengolahan Titik GPS Daerah Relatif Datar (Kelurahan Cipamokolan).................................... Koordinat GCPs dan ICPs Hasil Pengolahan Titik GPS Daerah Relatif Berbukit (Kelurahan Ledeng dan Kelurahan Isola)............................................................................................ Data Jarak Lapangan................................................................... Data Luas Bidang Tanah............................................................ Ketelitian Peta Citra pada Daerah Relatif Datar......................... Ketelitian Peta Citra pada Daerah Relatif Berbukit.................... Ketelitian Peta Citra pada Daerah Relatif Datar......................... Skala Peta Hasil Rektifikasi Daerah Relatif Datar...................... Ketelitian Peta Citra pada Daerah Relatif Berbukit ................... Skala Peta Hasil Rektifikasi Daerah relatif Berbukit.................. Skala Peta Dasar Pendaftaran Tanah Hasil Rektifikasi Daerah Relatif Datar................................................................................ Skala Peta Dasar Pendaftaran Tanah Hasil Rektifikasi Daerah Relatif Berbukit........................................................................... Resolusi Citra....................................................... Ketelitian Peta Citra Quickbird dari Google Earth dan Citra Quickbird Standar Daerah Penelitian Relatif Berbukit………...

19 20 21 21 23 25 28 29 30 30 35 35 37 38

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar I.1 Gambar III.1 Gambar IV.1 Gambar IV.2 Gambar IV.3 Gambar IV.4 Gambar IV.5 Gambar IV.6 Gambar IV.7 Gambar IV.8

Diagram Alir Metode Penelitian............................................... Lokasi Penelitian....................................................................... Ketelitian Posisi Horisontal GCPs dan ICPs............................. Pertampalan Antar Obyek pada Citra Hasil Mosaic.................. Perbandingan RMSe ICPs Koreksi Geometri Citra Daerah Relatif Datar.............................................................................. RMSe ICPs Koreksi Geometri Citra Daerah Relatif Berbukit..................................................................................... Tampilan Obyek Digitasi Citra................................................. Perbedaan Jarak Lapangan dengan Digitasi Citra..................... Perbedaan Luas Lapangan dengan Luas Digitasi Citra............. Ketelitian Peta Citra Quickbird dari Google Earth dan Citra Quickbird Standar Daerah Penelitian Relatif Berbukit……………………………………………………….

6 15 26 27 28 30 31 33 34 38

xii

DAFTAR SINGKATAN

SINGKATAN

NAMA

PEMAKAIAN PERTAMA KALI PADA HALAMAN

PMNA/KBPN

Peraturan

Menteri Negara Agraria/

Kepala Badan Pertanahan Nasional

1

JPEG

Joint Photographic Expert Group

2

GCP

Ground Control Point

3

DEM

Digital Elevation Model

3

GPS

Global Positioning System

3

ICP

Individual Control Point

4

OSD

On Screen Digitizing

5

BPN

Badan Pertanahan Nasional

7

RMSe

Root Mean Square Error

9

SRTM

Shuttle Radar Telemetry Mission

10

GIF

Graphics Interchange Format

10

RFM

Rational Function Model

11

TM

Transverse Mercator

12

WGS

World Geodetic System

12

VGA

Video Graphics Array

15

DTM

Digital Terrain Model

17