Deteksi Kesehatan Hutan Menggunakan Data …. SEMINAR kesehatan...22/06/2012 4 SIGIT...
Transcript of Deteksi Kesehatan Hutan Menggunakan Data …. SEMINAR kesehatan...22/06/2012 4 SIGIT...
22/06/2012
1
Deteksi Kesehatan Hutan Menggunakan Data Penginderaan Jauh di Hutan Lahan Kering
SIGIT NUGROHO
Latar belakang
SIGIT NUGROHO/E161070051 [email protected]
Efisien waktu
Efektif
Hemat biaya
Mudah dideteksi
Terukur
Perlu usaha:
Perlindungan
Pemantauan
Kerusakan hutan
22/06/2012
2
www.themegallery.com Company Logo
Deteksi kesehatan hutan
Canopy>51% IMAGE PIXEL Canopy 30-50% Canopy 10-30%
www.themegallery.com Company Logo
MONITORING
Penginderaan
jaun & SIG
Biophysical
vegetation index
Forest Canopy
Density
22/06/2012
3
TUJUAN
SIGIT NUGROHO/E161070051 [email protected]
Mengidentifikasi hubungan antara kerapatan tegakan , luas bidang dasar dan volume dengan indikator monitoring kesehatan hutan (LAI, CSI, CDI, VCR dan kerapatan kanopi).
Mengidentifikasi akurasi deteksi kesehatan hutan menggunakan metode FCD
Company Logo
Bagaimana mendeteksi METODE UMUM
H3
H2
H1
NH
2008
Tinggi
Sedang
Kelas kesehatan hutan
Rendah
Non Hutan
22/06/2012
4
SIGIT NUGROHO/E161070051
Data dan lokasi:
Lokasi G Surandil & PangkulahanTNGHS Waktu July 2010 - December 2010
Data
www.themegallery.com Company Logo
Diagram alir
Citra Terkoreksi
Landsat TM,2008
Citra Landsat TM
2008, .
Koreksi Radiometrik
& Geometrik
Klasifikasi FCD
Mulai
Peta Kesehatan
Hutan Tentatif
1 Identifikasi Hubungan antar Peubah
Kesehatan Hutan dilapangan
2 Uji Akurasi Klasifikasi Citra
Selesai
Peta Kesehatan Hutan
Akurasi diterima
Ya
22/06/2012
5
Koefisien determinasi, R2 (%)
No Peubah
Kerapatan tegakan
pada kelas
Diameter
Lbds pada kelas
Diameter
Volume pada kelas
Diameter
>5cm >10cm >20cm >5cm >10cm >20cm >5cm >10cm >20cm
1 LAI 51 38 37 45 41 36 33 31 29
2 CSI 58 58 79 55 53 45 40 38 36
3 CDI 58 57 66 43 39 31 29 26 22
4 VCR 63 62 80 54 51 42 38 36 33
5 Kerapatan
Kanopi
67 49 59 52 46 57 38 35 32
www.themegallery.com Company Logo
Hubungan antar peubah
HASIL
www.themegallery.com Company Logo
Klasifikasi kesehatan hutan
No Klasi
fikasi
Kera
patan
Kanopi
(%)
Lbds
m2/Ha
Kerapata
n
Tegakan
> (N/Ha)
Vol
ume
m3/Ha
LAI
Indikator Tajuk /Ha
CSI CDI VCR
1 NH 0-10 0 -3 0-64 0-30 0-0,6 0-480 0-336 0-410
2 H1 11-30 3- 9 64- 351 31-118 0,7-1,3 481 -2245 337- 1513 411-1885
3 H2 31-50 10- 21 352-774 119-360 1,4-2,3 2246-4599 1514-3045 1886-3832
4 H3 > 51 > 40 >775 > 361 > 2,4 > 4599 > 3046 >3833
22/06/2012
6
www.themegallery.com Company Logo
Kesehatan tinggi
Foto lapangan
Kamera fish eye
www.themegallery.com Company Logo
Kesehatan sedang
Foto lapangan
Kamera fish eye
22/06/2012
7
www.themegallery.com Company Logo
Kesehatan rendah
Foto lapangan
Kamera fish eye
No Indikator Lapangan Hasil Uji Akurasi
(%)
Overall
accuracy
Koef.
Kappa
1 Kerapatan Kanopi 86 77
2 LAI 60 37
3 CSI 76 58
4 CDI 78 63
5 VCR 74 56
6 Kerapatan Tegakan > 5cm 72 50
7 Lbds > 5cm 71 55
8 Volume 71 56 www.themegallery.com Company Logo
HASIL 2 Evaluasi akuras1 :
22/06/2012
8
www.themegallery.com Company Logo
1. Koefisien regresi terbaik antara indikator kanopi (Kr, LAI, CSI, CDI, VCR) dengan indikator tegakan diameter diatas 5cm (kerapatan tegakan, luas bidang dasar dan volume) adalah pada peubah kerapatan kanopi sebesar 67%.
2. Deteksi kesehatan hutan menggunakan metode FCD dapat menggunakan indikator kerapatan kanopi dengan akurasi 86%.
www.themegallery.com Company Logo
KESIMPULAN
22/06/2012
10
www.themegallery.com Company Logo
Pra Pengolahan Citra:
Koreksi Radiometrik:
Metode: multiple-date image normalization pada obyek yang tidak mengalami perubahan (pseudo invariant festures) yaitu obyek air dan bangunan Diambil piksel obyek air dan bangunan pada citra 2007 dan dibandingkan dengan citra 2003 dan 2008. Dibuat linier regresi dari beberapa sampel tsb untuk mengkoreksi citra 2003 dan 2008.
www.themegallery.com Company Logo
2003 2007 2008
2007
Cut Of Per Band 2007 terkoreksi
PEMILIHAN CITRA KUALITAS GANGGUAN ATMOSFERIK
KECIL
Memilih sampel PIF
Rumus matematis regresi linier
22/06/2012
11
www.themegallery.com Company Logo
Citra Band Slope y-Intercept r2
2003 1 0.816873 48.30617 0.70
2 0.570919 24.15057 0.64
3 0.607471 19.93705 0.73
4 0.902614 -2.36399 0.85
5 0.742671 14.13528 0.85
7 0.526694 23.62185 0.74
Citra Band Slope y-Intercept r2
2008 1 1.8105 38.8244 0.76
2 1.1839 13.4719 0.77
3 1.3762 8.9178 0.82
4 1.2908 -35.1956 0.90
5 1.1726 -15.5406 0.95
7 1.3941 -20.6281 0.95
Koreksi citra tahun 2003:
Koreksi citra tahun 2008:
Scatergram PIF 2003 dan 2007
www.themegallery.com Company Logo
y = 0,8169x +
48,306 R² = 0,7071
0
50
100
150
200
0 100 200
Citra 2007
Linear(B12007)
Citra 2003
y = 0,5709x +
24,151 R² = 0,6484
0
20
40
60
80
100
120
0 100 200
Citra 2007
Linear(B2ref)
Citra 2003
y = 0,6075x +
19,937 R² = 0,7302
0
50
100
150
0 100 200
Citra 2007
Linear(B3ref)
y = 0,9026x -
2,364 R² = 0,8537
0
50
100
150
200
250
0 200 400
Citra 2007
Linear(B4ref)
y = 0,7427x +
14,135 R² = 0,8589
0
50
100
150
200
250
0 200 400
Citra 2007
Linear(B5ref)
Citra 2003
y = 0,5267x +
23,622 R² = 0,7406
0
50
100
150
200
250
0 200 400
Citra 2007
Linear(B7ref)
Citra 2003
Citra 2003
Citra 2003
22/06/2012
12
www.themegallery.com Company Logo
y = 1,8106x + 38,824 R² = 0,7638
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
0 20 40 60
Citra2007
Ci…
Citra 2008
y = 1,1839x + 13,472 R² = 0,7733
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
0 50 100
Citra2007
B2
Citra 2008
y = 1,3763x + 8,9179 R² = 0,8253
0
50
100
150
200
250
0 50 100 150
Citra2007
B3
Citra 2008
y = 1,2908x - 35,196 R² = 0,9076
-50
0
50
100
150
200
250
0 100 200
Citra2007
B4
Citra 2008
y = 1,1726x - 15,541 R² = 0,9593
0
50
100
150
200
250
300
0 100 200 300
Citra2007
B5
Citra 2008
y = 1,3942x - 20,628 R² = 0,9581
0
50
100
150
200
250
300
0 100 200 300
Citra2007
Se…
Citra 2008
Scatergram PIF 2007 dan 2008
www.themegallery.com Company Logo
Koreksi Geometrik:
Metode: Image to image registeration
Citra tahun 2003 terkoreksi
Citra belum terkoreksi
Tahun 2007
Tahun 2008
o
Citra terkoreksi
22/06/2012
13
GCP dan RMSE citra tahun 2008
www.themegallery.com Company Logo
No Citra 2008 Citra 2003 Error RMSE
X Y X Y X Y
1 1475.50 659.75 1295.00 610.00 -0.33 -0.54 0.63
2 1708.25 771.75 1541.50 685.75 -0.24 -0.24 0.34
3 1163.25 513.00 964.00 511.00 -0.08 0.11 0.13
4 392.50 884.00 254.75 994.25 0.07 0.12 0.14
5 317.50 1790.50 316.25 1901.75 -0.02 0.10 0.10
6 766.25 1910.75 775.75 1954.50 0.19 0.03 0.19
7 1660.50 1791.25 1639.50 1704.00 -0.36 0.04 0.36
8 2187.00 1891.75 2171.75 1726.00 0.00 0.03 0.03
9 2317.00 928.00 2166.00 749.50 -0.11 -0.03 0.29
10 1406.50 985.00 1272.25 942.25 0.80 0.50 0.80
11 819.50 769.50 660.50 817.00 0.16 -0.07 0.18
12 2215.50 767.50 2043.00 604.50 0.07 0.51 0.52
13 100.25 1325.75 32.50 1474.75 -0.34 -0.01 0.34
14 1321.00 863.00 1171.00 833.75 -0.13 0.44 0.46
15 1677.25 1106.75 1558.00 1022.50 0.23 0.01 0.23
16 928.25 1575.50 886.25 1599.00 0.08 -0.33 0.34
Total
RMSE 0.37
Klasifikasi FCD Koreksi radiometrik:
Koreksi geomterik
Citra Landsat Terkoreksi
Pembuatan Indek Vegetasi (VI)
Pembuatan Indek Tanah Terbuka (BI)
Pembuatan Indek Thermal (TI)
Pembuatan Indek Bayangan (SI)
Peta AVI, NDVI, ANVI
Peta BI
Peta TI
Peta SI
Analisis PCA
VI Terbaik
Proses Pembuatan Advance Shadow Index (ASI): 1.Forest Gap Detection 2. Black soil detection 3. Spatial processing (filtering)
Peta ASI
Forest Clustering
Kalibrasi Max & Min Vegetasi
Peta Kerapatan Vegtasi (VD) Peta Scale Shadow Index (SSI)
Citra Landsat
Formulasi FCD
Peta Kls FCD
Selesai
Mulai
Selesai
22/06/2012
14
www.themegallery.com Company Logo
Identifikasi Degradasi & Uji Akurasi
Analisis Kappa & Overall Accuracy : Uji akurasi kerapatan hutan citra 2008 Menggunakan matrik konfusi antara klas kerapatan hutan berdasarkan klasifikasi di citra dengan klas kerapatan hutan Kerapatan tegakan (pohon/Ha), Basal Area (LBDS m2/Ha), Volume (m3/Ha), Crown Indicator, LAI di lapangan
Jumlah Sampel:
Sebanyak 51 Sampel dengan menggunakan metode stratified sampling dengan pengambilan plot per kelas degradasi hutan dari tahun 2003-2008
Identifikasi Peubah Degradasi
Peubah y = Kerapatan Pohon, Lbds & Volume Peubah x = Indikator Tajuk :LAI, VCR, CSI, CDI & Kerapatan Kanopi
www.themegallery.com Company Logo
Jumlah Sampel Tahun 2008
No Klasifikasi Jumlah
1 Non Hutan 6
2 Sangat Rendah 6
3 Rendah 8
4 Sedang 27
5 Tinggi 4
Jumlah 51
22/06/2012
15
www.themegallery.com Company Logo
DTM Lokasi sampel penelitian
www.themegallery.com Company Logo
22/06/2012
16
www.themegallery.com Company Logo
No Ketinggian Jumlah
1 500-1000 12
2 >1000 39
Jumlah 51
www.themegallery.com Company Logo
No Slope Jumlah
1 0-8 0
2 8 --15 2
3 15-30 33
4 30-45 13
5 >45 3
Jumlah 51
No Aspek Jumlah
1 Utara (315-45) 8
2 Timur(45-135) 9
3 Selatan(135-225) 16
4 Barat(225-315) 18
Jumlah 51
22/06/2012
17
Perhitungan data Kerapatan Kanopi dan LAI
www.themegallery.com Company Logo
Software Hemiview
GndCover LAI
0.68 1.16
www.themegallery.com Company Logo
Perhitungan data Crown Indikator
CDI = (Transparency + Dieback)/2
CSI = 0.5*CD + 0.25* LCR + 0.25*Density
VCR = (CSI+ CDI)/2
Ket: CD = Diameter Tajuk LCR = Rasio panjang tajuk dg tinggi pohon Density = % Tutupan Tajuk
Ket: Transparency = % cahaya matahari masuk ke celah tajuk Dieback = % rasio tajuk yang rusak pada cabang dengan total tajuk
22/06/2012
18
www.themegallery.com Company Logo
Perhitungan LBDS & Volume
LBDS = 0.25*∏*D2
Ket: LBDS = Luas Bidang Dasar ∏ = 3.14 D = Diameter Pohon
Volume = 0.25*∏*D2*T*f
Ket: T = tinggi total pohon F = faktor bentuk 0.7
www.themegallery.com Company Logo
22/06/2012
19
www.themegallery.com Company Logo
Ukuran Plot dilapangan:
5x5m
50 m
Diameter 5-10cm
Diameter 10-20cm
Diameter >20cm 10x10m
25x25m
Titik Pusat Plot
Perhitungan data Jumlah Tiang, Pancang, Pohon (N/Ha)
www.themegallery.com Company Logo
22/06/2012
21
www.themegallery.com Company Logo
www.themegallery.com Company Logo
TSI = ((256-BI) x (256-VI) x SI + 1)1/3 -1
22/06/2012
24
Kriteria koefisien determinasi
www.themegallery.com Company Logo
r2 Keterangan
> 4% Pengaruh rendah sekali
5% - 16% Pengaruh rendah tapi pasti
17% - 59% Pengaruh cukup berarti
60% - 81% Pengaruh tinggi atau kuat
> 80% Pengaruh tinggi sekali
Tabel Tinggi Rendahnya Koefisien Determinasi
Sumber : Supranto 20011, Pengantar Teknologi Informasi
Salemba Jakarta : Infotek
www.themegallery.com Company Logo
Kelas akurasi Overall
(USGS)
Kappa
Congalton, 1996 Diacu Jensen 2005
Rendah 0-60 0-40
Sedang 60-85 40-80
Tinggi >85 >80