PROTOTYPE SISTEM INTEGRASI KATALOG DATA CITRA SATELIT LANDSAT STASIUN BUMI LAPAN
Ringkasan Telah dilakukan pengembangan sistem katalog data citra satelit penginderaan jauh Landsat Stasiun Bumi Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional (LAPAN) untuk menjaga kontinuitas ketersediaan data citra Landsat bagi pengguna. Stasiun bumi penginderaan jauh LAPAN yang terdapat di Parepare (Sulawesi Selatan) dan Rumpin (Jawa Barat) setiap hari secara rutin melakukan kegiatan akuisisi dan pengolahan data citra satelit penginderaan jauh Landsat. Data citra satelit Landsat hasil pengolahan di kedua stasiun bumi ini kemudian diintegrasikan ke dalam satu sistem katalog dengan sinkronisasi informasi metadata hasil pengolahan secara otomatis. Makalah ini akan memaparkan rancang bangun sistem katalog data penginderaan jauh satelit Landsat yang berbasis web dan near-real time. Sistem katalog ini diharapkan dapat memudahkan pengguna di seluruh Indonesia untuk mengakses dan mengunduh data citra satelit Landsat secara langsung.
1. PENDAHULUAN Kedua stasiun bumi milik Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional (LAPAN) telah melakukan akuisisi data citra satelit Landsat (Landsat 7 dan Landsat 8) dengan cakupan wilayah masing-masing. Stasiun bumi Parepare mampu mencakup hampir seluruh wilayah Indonesia kecuali Aceh. Sedangkan stasiun bumi Rumpin mampu mencakup wilayah Indonesia bagian Barat, termasuk daerah Aceh. Keberadaan dua stasiun bumi yang dapat dilihat pada Gambar 1, mampu membuat LAPAN menyediakan data citra satelit penginderaan jauh Landsat untuk seluruh wilayah Indonesia [1]. Citra satelit Landsat merupakan citra satelit yang tidak berbayar yang memiliki ketelitian spasial mencapai 30 m - 15 m dengan cakupan perekaman 185 km x 185 km [2]. Citra satelit Landsat baik Landsat 7 maupun Landsat 8 banyak dimanfaatkan oleh pengguna untuk diolah dan digunakan dalam kegiatan survey maupun penelitian mengenai pertanian, geologi, pertambangan, geomorfologi, hidrologi dan kehutanan[3]. Pengolahan citra Landsat dari raw data menjadi level standart data dilakukan di masing-masing stasiun bumi. Selain menghasilkan citra satelit level standart, pengolahan juga menghasilkan file metadata dan quicklook. Metadata adalah suatu informasi terstruktur yang membuat suatu informasi mudah untuk digunakan dan ditemukan kembali [4]. Sistem katalog Landsat dibuat dengan mengintegrasikan hasil pengolahan citra pada dua stasiun bumi milik LAPAN. Sebelum adanya sistem katalog Landsat,untuk mendapatkan data Landsat dari dua stasiun bumi milik LAPAN, tim operasional perlu melakukan pengecekan terus menerus pada proses pengolahan data misi di masing-masing stasiun bumi. Jika proses pengolahan sudah selesai maka tim operasional akan mengirim file metadata dan quicklook ke server katalog dan ditambahkan ke database katalog Landsat secara manual. Untuk menghindarkan keterlambatan tersedianya data di katalog Landsat karena kelalaian pengecekan maka dibuat suatu proses otomatisasi dengan melakukan sinkronisasi list file metadata dan quicklook bawaan hasil pengolahan yang ada di Parepare dan Rumpin dengan list file metadata dan quicklook yang tersimpan di server database katalog Landsat. Adanya penjadwalan dari sinkronisasi file tersebut membuat data citra hasil pengolahan stasiun bumi dapat langsung ditambahkan secara otomatis dan near-real time ke database. Katalog ini dirancang dengan antar muka berbasis web yang menggunakan google map sebagai peta dasar untuk mempermudah pengguna menemukan dan mendapatkan data citra satelit Landsat yang dibutuhkan.
Gambar 1. Cakupan stasiun bumi penginderaan Jauh LAPAN
Copyright © 2015 SESINDO
2
3o58'40"LS ; 119o38'56"BT
6o22'30" LS ; 106o37'90" BT Gambar 2. Cakupan Stasiun Bumi Penginderaan Jauh LAPAN
2. RANCANGAN SISTEM KATALOG DATA CITRA SATELIT LANDSAT Dalam membuat sistem katalog data citra satelit Landsat diperlukan suatu rancangan sebagai berikut:
Download
FTP File Sync
metadata& quicklook
Data Landsat Parepare
Data metadata &quicklook sistem katalog
Ekstraktor
SQL Database Katalog Landsat
Web Katalog Landsat User
Data Landsat Rumpin
metadata& quicklook
SQL Insert Download Windows File Sync
Gambar 2. Desain Sistem Web Katalog Landsat.
Metadata dan quicklook yang terdapat pada data Landsat hasil pengolahan di Stasiun Bumi Parepare dan Rumpin diekstrak dengan menggunakan program ekstraktor untuk selanjutnya disimpan dalam list file. Datadata pada list file ini selanjutnya akan disinkronkan dengan menggunakan FTP File Sync (untuk data dari Parepare) dan Windows File Sync (untuk data dari Rumpin). Selanjutnya dengan menggunakan program SQL Insert , informasi metadata dan quicklook hasil pengolahan yang belum tersedia di database web katalog Landsat akan ditambahkan ke database web katalog Landsat. User dapat mengakses, mencari informasi, dan mengunduh data yang dibutuhkan melalui web katalog landsat 2.1 Penjadwalan Untuk membentuk suatu sistem katalog yang berjalan otomatis, maka program-program pada Gambar 2 perlu dijalankan melalui proses penjadwalan. Proses penjadwalan dilakukan dengan menggunakan aplikasi SystemScheduler, dengan jadwal yang telah ditentukan seperti pada Tabel 1. Tabel 1. Tabel Jadwal Program Otomatis
Nama Program Ekstraktor FTP File Sync Windows File Sync SQL Insert
Jadwal Pukul 04.00, 06.00, 16.00 WITA dan setiap user login Setiap 2 jam Setiap 10 menit Setiap 2 jam
3
2.2 Ekstraktor Program ekstraktor akan secara rekursif membaca nama direktori hasil pengolahan citra Landsat di Parepare dan Rumpin. Program akan membandingkan nama direktori tersebut dengan list file direktori yang sudah terekstrak. Jika nama direktori tidak terdapat pada list file maka program akan melakukan validasi ukuran direktori, validasi kompresi (rusak/tidak) dan validasi keberadaan metadata didalam direktori. Jika direktori yang tidak terdapat pada list file dinyatakan valid, maka program akan menjalankan fungsi ekstraktor untuk mengekstrak metadata. Nama direktori yang berhasil diestrak akan secara otomatis masuk ke dalam list file. Diagram alir program ekstraktor terdapat dapat dilihat pada Gambar 3. Start
Baca direktori (rekursif) End File ada dalam list?
N
List file hasil ekstraksi
insert
Y Y N
File valid?
Ekstraksi metadata
Gambar 3. Diagram Alir Program Ekstraktor.
2.3 File Sync Sistem katalog Landsat menggunakan prinsippenyamaan direktori dan file untuk mengintegrasikan data citra satelit Landsat yang ada di kedua stasiun bumi milik LAPAN. Sinkronisasi antara Jakarta dan Parepare menggunakan transmisi FTP File Sync sedangkan sinkronisasi antara Jakarta dan Rumpin menggunakan Windows File Sync yang menggunakan aplikasiFree File SyncTM. Pada intinya list file metadata hasil program ekstraktor di Parepare akan dibandingkan dengan list file metadata yang ada di server database katalog Landsat. Jika ada file yang tidak ada di list file server database, maka program akan melakukan download metadata ke sistem stasiun bumi Parepare. Sedangkan Windows File Sync menggunakan prinsip mirroring antar direktori yang berisi metadata dan quicklook di workstation Rumpin dengan direktori yang ada di server. Diagram alir program FTP File Sync adalah sebagai berikut:
Copyright © 2015 SESINDO
4
Start End File list berbeda?
List file hasil ekstraksi Parepare
List file metadata di server
compare
compare insert
Y File ada di server?
Download metadata N
Gambar 4. Diagram Alir Program FTP File Sync.
2.4 SQL Insert Web katalog Landsat menggunakan metadata hasil pengolahan data citra sebagai inti dari sistem informasinya.Metadata berisi kumpulan informasi mengenai data citra tersebut, mulai dari nama file, tanggal akuisisi, path, row, sensor bahkan cloud cover data citra. Program SQL Insert akan melakukan pembacaan direktori file metadata secara rekursif dan melakukan pengecekan ketersediaan nama file metadata dalam database katalog Landsat. Apabila nama file metadata belum ada, maka program akan membaca file metadata tersebut dan program akan melakukan proses insertbeberapa informasimenggunakan script SQL. Informasi yang dimasukkan di dalam database terdapat di Tabel 2. Selain berisi informasi metadata, database web katalog Landsat juga berisi link quicklook data citra untuk memudahkan pengguna melihat data citra Landsat yang diinginkan. Tabel 2. Tabel Kolom Database Katalog Landsat
Kolom 1 Namafile
Kolom 2 Path
Kolom 3 Row
Kolom 4 Tanggal
Kolom 5 DOY (Day of Year)
Kolom 6 Level
Kolom 7 Bounding Box
Kolom 8 Cloud Cover
Kolom 9 Sensor
Kolom 10 Link Quicklook
3. UJICOBA DAN OPERASIONAL SISTEM Hasil dari rancangan sistem web katalog Landsat yang dibuat otomatis dan near-real time memiliki desain dan fitur sebagaimana dapat dilihat pada Gambar 5 sampai Gambar 7.Pada Gambar 5 pengguna akan menjumpai tampilan google map wilayah Indonesia, dengan pilihan fitur-fitur di sebelah kanan. Selanjutnya pengguna diharuskan memilih satelit yang diinginkan pada fitur Pilihan Satelit, dan memilih level pada fitur Pilihan Level. Pengguna juga dapat memilih wilayah yang dinginkan dengan menggunakan manual bounding box atau dengan fitur pilihan path & row.Default bounding box adalah seluruh wilayah Indonesia. Dan untuk mendapatkan hasil pencarian pengguna diharuskan memilih tanggal akuisisi yang diinginkan dan memilih besarnya tutupan awan di fitur Tanggal Akuisisi dan cloud cover. Pengguna dapat melihat hasil pencarian dengan menekan tombol RESULT, akan tampak gambar quicklook hasil pencarian di sisi kanan web katalog. Fitur-fitur ini dapat dilihat pada Gambar 6(a). Pada masing-masing quicklook hasil pencarian terdapat informasi path, row, tanggal akuisisi, level data, icon footprint (untuk melihat posisi citra) dan icon download (untuk unduh data). Fitur-fitur hasil pencarian dapat dilihat pada Gambar 6(b) dan Gambar 7. Saat unduh data, pengguna harus login terlebih dahulu, jika belum memiliki username dan password pengguna diharuskan untuk mendaftar terlebih dahulu dengan tampilan fitur seperti yang ditunjukkan Gambar 8.
5
Scene citra
Bounding box
Google Maps
Gambar 5. Tampilan Antar Muka Pencarian Data Citra Landsat
Hasil scene citra
Pilihan satelit & level
Download scene
Manual boundingbox
Pilihan path&row Footprint
Pilihan tanggal
Pilihan cloud cover
Hasil pencarian
(a)
(b)
Gambar 6. Tampilan Katalog (a) Detail Fitur Katalog Landsat dan (b) Hasil Pencarian Katalog Landsat
Copyright © 2015 SESINDO
6
Scene citra
Bounding box
Hasil footprint
Google Maps
Gambar 7. Tampilan Antar Muka Hasil Pencarian Data Citra Landsat
Gambar 8. Tampilan Antar Muka Halaman Login dan Registrasi
7 3.1 Fitur dan Fungsi Fitur-fitur yang ada dalam web ini dirancang untuk memudahkan pengguna dalam proses pencarian data citra Landsat yang diinginkan. Pencarian bisa dilakukan melalui fitur pilihan satelit, pilihan level pengolahan, path dan row, tanggal akuisisi, cloudcover, maupun dengan menggunakan fitur bounding box. Setelah hasil pencarian didapatkan pengguna bisa melihat posisi scene citra yang diinginkan melalui fitur footprint. Pengguna yang ingin melakukan unduh data citra diharuskan registrasi dan login terlebih dahulu, dengan antar muka seperti Gambar 7. Login dan unduh penggunaakan tercatat di database user untuk memudahkan sistem mengetahui statistik unduh data setiap pengguna. Fitur dan fungsi yang terdapat dalam sistem katalog Landsat dijelaskan pada Tabel 3. Tabel 3. Tabel Fiturdan Keterangan Pada Sistem Katalog Landsat
Nama Fitur Pilihan Satelit Pilihan Level
Path&Row Bounding Box
Tanggal Akuisisi Pilihan cloud cover Footprint Download scene Login&Register
Keterangan Pengguna dapat memilih antara satelit Landsat 7 dan Landsat 8 Pengguna dapat memilih level pengolahan data citra Landsat yang terdiri dari : MD, LIG, LIGT dan LIT dan All untuk semua pilihan level. Pengguna dapat memilih langsung data citra Landsat sesuai path dan row yang diinginkan Pengguna dapat memilih citra yang dinginkan dengan menggeser-geser bounding box pada peta dasar (google map) Pengguna dapat memperoleh data citra sesuai dengan tanggal akuisisinya Pengguna dapat memilih tutupan awan pada citra mulai dari 0 % sampai dengan 100% Pengguna dapat melihat posisi scene citra di peta dasar Pengguna dapat mengunduh scene citra Pengguna diharuskan login dan register sebelum melakukan unduh data
3.2 Peta Dasar ( Google Map ) Sistem katalog Landsat ini menggunakan google map sebagai peta dasar untuk menampilkan quicklook setiap scene data citra Landsat. Setiap metadata citra memiliki informasi latitude dan longitude yang menjadi titik untuk meletakkan setiap scene citra pada google map. Fitur google.maps.LatLngdigunakan untuk mendefinisikan latitude dan longitude setiap citra yang kemudian digambar menggunakanpolygon dengan ukuran tertentu dan perbedaan warna sesuai levelnya.Bounding box juga bisa diatur, diperbesar diperkecil di google map untuk mendapatkan scene yang tepat berada di wilayahnya.
Copyright © 2015 SESINDO
