Citra Satelit Resolusi Tinggi Aplikasi Tata Ruang Perkotaan

Penggunaan citra satelit telah meningkat Dekade terakhir untuk berbagai aplikasi perkotaan, termasuk pemetaan catatan pertanahan, ekstraksi kanopi hutan perkotaan, dan estimasi permukaan tanah. DigitalGlobe adalah perusahaan citra satelit komersial, yang berkantor pusat di Longmont, Colorado, yang memiliki tiga satelit optik dengan resolusi spasial tinggi : QuickBird, WorldView-1, dan yang terbaru WorldView-2.

Gambar 1: Perbandingan band spektral QuickBird, WorldView-1, dan WorldView-2.

Diluncurkan pada Tahun 2009, WorldView-2 adalah satelit komersial pertama yang membawa sensor resolusi spasial sangat tinggi dengan satu pankromatik dan delapan band multi-spektral (C = Pesisir, B = Biru, G = Hijau, Y = Kuning, R = Red, RE = Red Edge, N1 = Near-Infrared1, dan N2 =, Near-Infrared2, dengan panjang gelombang pusat di 425, 480, 545, 605, 660, 725, 835, dan 950 nm). Sebagai perbandingan, QuickBird empat band spektral (B, G, R, N1) yang berpusat di 485, 560, 660 dan 830 nm, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.

Gambar 2: Octavio Bridge, Sao Paulo, Brasil dengan Sensor Worldview-2 resolusi spasial 0,5 meter.

Tabel 1: Desain dan Spesifikasi WorldView-2 .

Gambar 2 menunjukkan detail yang dapat ditangkap dari WorldView-2, seperti marka jalan dan kabel di jembatan.

WorldView-1 dan WorldView-2 memiliki kinerja tinggi sistem kontrol kamera yang mampu retargeting dengan cepat dan tinggi koleksi citra off-nadir. Hal ini memungkinkan satelit untuk mengumpulkan urutan gambar multi-sudut target tunggal, terakumulasi selama periode waktu yang singkat dari berbagai macam sudut pengamatan. Detil desain WorldView-2 dan spesifikasi dapat dilihat pada Tabel 1.

Gambar 3: Paket yang didigitalkan dari Citra DigitalGlobe.

Gambar 4: Detailed Model 3D menggunakan citra DigitalGlobe.

Citra satelit DigitalGlobe memberikan nilai dalam memahami Bumi dan dampak dari kegiatan buatan manusia dan proses alam. Sebagai contoh, citra akurasi yang tinggi dapat digunakan untuk persediaan tanah terperinci termasuk peta planimetris, peta bidang tanah, peta zonasi, dll Gambar 3 menunjukkan contoh peta kadaster diekstrak dari citra DigitalGlobe.

Gambar 5: Detail dari pusat kota Atlanta (a) sesuai dengan peta digital ketinggian (b), dan visualisasi 3D-nya (c).

satelit DigitalGlobe dirancang untuk mengumpulkan citra satelit dari mana saja di seluruh dunia. Satelit Worldview sangat lincah dan dapat mengumpulkan citra dalam waktu 24 jam. Ditambah dengan kelincahan, ketepatan, dan kembali, satelit dirancang untuk mengumpulkan data stereo atau citra multi-sudut yang memungkinkan pengguna untuk membuat model 3D rinci kota seperti yang diilustrasikan pada Gambar 4 dan 5. Secara khusus, informasi ketinggian pixel, juga dikenal sebagai Peta ketinggian digital (DHM), dapat diturunkan dengan menghapus model elevasi digital dari model permukaan, baik dihitung sebagai ukuran korelasi spasial dan dikenal sudut pengamatan satelit dari stereo atau gambar multi-sudut.

Gambar 6: Downtown Atlanta (a) dan 15 kelas peta (b).

Peta klasifikasi diperoleh dengan memanfaatkan aspek-aspek unik dari WorldView-2 dan menggabungkan spasial sangat tinggi dan resolusi multi-spektral dengan pengamatan multi-angle. Secara khusus, tiga set data spasial pengukuran yang digunakan selain untuk informasi multi-spektral. Ketiga set data adalah pengukuran tekstur, morfologi, dan tinggi. Kumpulan data tekstur dibuat menggunakan enam orde kedua parameter tekstur dihitung dengan menggunakan band pankromatik. Keenam parameter tekstur adalah: Homogenitas, kontras, ketidaksamaan, entropi, momen kedua, dan korelasi.Kumpulan data morfologi diciptakan dengan pembukaan dan penutupan oleh rekonstruksi [4].

Gambar 7: kontribusi fitur Normalisasi dikelompokkan menurut jenis data.

Gambar 8: Sebelum (a) dan sesudah (b) gambar di atas Beijing dan sesuai perubahan deteksi peta Worldview-1 (c).

Gambar 8 menunjukkan contoh perubahan terdeteksi menggunakan satelit WorldView-1 melewati Beijing. Perubahan peta dapat dengan mudah diperoleh sebagai perbandingan antara dua akuisisi. Pendekatan yang umum disebut image differencing, yang terdiri dalam hanya mengurangkan dua gambar [5]. Kemudian, ambang batas dapat secara manual atau secara otomatis ditetapkan untuk menyorot hanya perubahan yang paling penting.

Citra Satelit | Mengukur Ketinggian Objek

Ciri khas analisis spasial adalah data yang disajikan dalam format dua dimensi. Tampilan peta yang baik, membuat kita tahu nilai spasial suatu produk, tapi kadang-kadang kreativitas dapat juga digunakan untuk mengambil data tiga dimensi yang berharga dari representasi data dua dimensi. Salah satu contoh adalah bayangan yang dapat ditemukan pada citra satelit maupun foto udara.

Dengan kehebatan metadata citra satelit, bayangan dapat dimanfaatkan untuk mengukur ketinggian objek-objek yang ada. Bisa dijumpai pada setiap metadata citra satelit adalah informasi tentang tanggal akuisisi atau perekaman, sudut off-nadir (derajat dari orthogonal terhadap permukaan untuk sensor citra satelit) dari pesawat ruang angkasa pada saat pemotretan, azimuth matahari, sudut matahari, dan data lokasi georeference. Dengan informasi tersebut, serta kemampuan untuk mengukur jarak dalam program GIS dan pemahaman dasar tentang trigonometri, bayangan sudah dirasa cukup untuk mendapatkan ketinggian kuantitatif suatu objek di atas tanah. Bisa kita lihat dari contoh sederhana.

 

Gambar 1 – gambar WorldView 2 dari Burj Khalifa, perekaman 2010/02/14. Courtesy of DigitalGlobe.

 

Diatas tampilan data citra satelit WorldView 2 Burj Khalifa di Dubai. Burj Khalifa merupakan gedung tertinggi di dunia saat ini. Gambar ini diambil pada 0.8758449° off-nadir, atau tepat di atas bangunan. Bayangan itu sendiri memanjang di atas tanah relatif datar, sebagian besar terhalang oleh bangunan besar atau bukit-bukit dan terlihat jelas dari ujung-nya. Di bawah ini adalah skema sederhana dari teknik. 

Perhitungan untuk menghitung tinggi bangunan dari sudut matahari dan panjang bayangan :

 

tan (Sun Elevation) = (Height of the Object)/(Length of the shadow)

 

Metadata dari citra satelit yang digunakan menjelaskan bahwa sudut elevasi matahari 46,733 derajat dan panjang bayangan yang diukur adalah 746,421 meter, jadi dapat dihitung ketinggian objek gedung adalah 792,997 meter.

Atau bisa juga dengan :

tan (Off-Nadir Angle) = (Panjang Bayangan) / (Tinggi dari Objek)

Reference : Cameron Windham | Account Manager Apollo Mapping

 

Satelit Baru WorldView 3 Akan Menghasilkan Gambar Dengan Resolusi Lebih Tinggi

Pada akhir tahun 2014, generasi terbaru dari satelit WorldView 3 , yang diproduksi oleh Ball Aerospace , akan bertanggung jawab untuk menghasilkan gambar baru dari bumi yang lebih detail.

 

Dioperasikan oleh DigitalGlobe , perusahaan yang sekarang menyediakan gambar ke Google, Microsoft dan Apple, satelit baru akan mengorbit sekitar 600 km di atas permukaan Bumi dengan kecepatan 8 kilometer per detik.

 

Lensa, yang bertindak sebagai teleskop, mampu membedakan objek hingga 25 cm. Namun, gambar yang dihasilkan diperkirakan masih hanya tersedia untuk pemerintah AS. Untuk masyarakat umum yang menggunakan Google Maps dan Goorgle Earth, akan menjadi 50 sentimeter.

 

Selain definisi gambar, inovasi utama dari Satelit WorldView 3 adalah ia tidak berupa frame statis, tetapi juga gambar tanah atau jalur air. Gambar-gambar ini akan memberikan kontribusi dari perencanaan perkotaan untuk pemantauan hutan, eksplorasi minyak dan kartografi. Gambar yang tersedia dengan biaya, update peta tergantung kepada Google mereka yang membeli dan memasukkan ke dalam Google Maps.

 

Meskipun pilihan bervariasi antara Google, Apple Maps dan Bing Maps, semua gambar memiliki asal yang sama yaitu DigitalGlobe. Namun, setelah pemasangan kamera di British Stasiun Luar Angkasa Internasional, Kanada UrtheCast menjanjikan untuk meluncurkan teknologi baru yang menggunakan real time bebas yang akan segera masuk ke dalam tahap pengujian.

 

Sumber : Canaltech