Pengenalan Format Penyimpanan Citra Digital Penginderaan Jauh

06:37:00
Citra digital adalah citra yang diperoleh, disimpan, dimanipulasi dan di tampilkan dengan berasis logika biner. Citra ini meliputi citra yang dihasilkan melalui pelarikan (pemindaian) atau scanner, dihasilkan dengan bantuan perangkat lunak CAD (Computer-aided Design) maupun citra yang diperoleh dari sistem perekaman melalui sensor yang dipasang pada pesawat terbang atau satelit. [Projo, 1996].

http://sinaugis.files.wordpress.com/2008/06/quickbird_2.jpg
sumber gambar : sinaugis.wordpress.com
Citra digital diperoleh malalui proses peniruan atas kenampakan nyata. Kenampakan dapat berupa kenamapakan dipermukaan bumi dan juga peta hasil penggambaran tangan. Untuk mengubah kenampakan bukan digital menjadi citra digital adalah scanner (pemindai). Scanner adalah suatu alat optik elektronik yang dapat dipakai untuk menangkap informasi pantulan atau pancaran gelombang elektromagnetik dari suatu permukaan yang direkam (diindera) oleh sensor secara berurutan sebagai fungsi waktu.

Suatu objek dapat dicitrakan dengan dua cara, yaitu dengan cara forografis dan pelarikan. Pada proses perekaman oleh sistem kamera fotografis seluruh bagian yang terpotret direkam secara bersamaan. Dalam selang waktu yang sama seluruh informasi pantulan cahaya dari objek masuk kedalam kamera melalui lensa yang membuka dan direkam oleh lapisan perak halide pada film. Proses perekaman inilah yang disebut proses perekaman serentak.

Bagian demi bagian objek diindera direkam melalui pelarikan (pemindaian) lalu informasi pantulan tiap bagian tersebut dicatat oleh komputer. Tiap baris pada gambar yang dihasilkan terdiri atas sekumpulan sel-sel penyusun gambar yang disebut piksel atau pixel (picture element). Tiap piksel mewakili satu luasan tertentu pada permukaan yang terindera dan tiap piksel ini punya nilai pantulan tertentu. Jadi, dengan kata lain piksel ini merupakan data yang punya aspek spasial dan sekaligus aspek spektral.

Proses kerja pelarik tidak dapat dilepakan dari komputer, karena tipe data yang dihasilkan pun biasanya harus diolah menggunakan komputer. Kemampuan komputer dan sensor dalam mengubah informasi pantulan atau pancaran berbeda-beda. Pada saat ini, umumnya sensor bekerja dalam 8 bit. Bit adalah satuan terkecil informasi yang mengekspresikan ada tidaknya arus yang masuk. Mengingat bahwa komputer adalah media elektronik yang bekerja dengan arus listrik, maka basis bilangan yang dapat dipakai adalah bilangan biner (0 dan 1). Nol dapat berarti ‘mati’, tidak ada arus masuk atau dapat dikatakan tidak; dan 1 berarti ‘hidup’ , atau ada arus atau ya. Informasi yang disampaikan oleh arus ini disimpan dalam register. Dalam system 1 bit, komputer hanya dapat memperoleh 2 kemungkinan  informasi : ‘hidup’  atau ‘mati’.

Apabila sistem perekam gambar menggunakan pengkodean 2 bit, maka setiap titik penyusun gambar (yang selanjutnya disebut piksel) mempunyai 2² kemungkinan atau 4 tingkat : hitam (00), abu-abu gelap (01), abu-abu cerah (10), dan putih (11). Sistem bilangan biner seperti ini dapat dikonversi ke sistem bilangan desimal, dimana 00 pada sistem bilangan biner = 0 pada sostem bilangan desimal dan selanjutnya 01 = 1, 10 = 2, 11= 3. Rentang atau julat 0–3 (yang berarti 4 tingkat) mewakili 4 tingkat kecerahan pada piksel-piksel citra. Saat ini, bit coding sensor satelit telah mampu meyimpan hingga 16 bit atau   tingkat kecerahan, meskipun citra yang banyak digunakan, yaitu citra Landsat Thematic Mapper dan SPOT HRV/HRVIR masih menggunakan 8 bit atau 256 tingkat kecerahan. Informasi 8 bit setara dengan 1 byte. Cara penyimpanan citra ke dalam himpunan piksel dengan susunan baris-kolom disebut dengan struktur atau format raster. Pada citra raster 8 bit, 1 piksel biasanya setara dengan 2 byte. [Projo, 2002)

Sistem 1 bit : Sistem 2 bit :
0 = mati (hitam) 0  0  =  0, hitam
1 = hidup (putih) 0  1  =  1, abu – abu gelap
1  0  =  2, abu – abu terang
1  1  =  3,  putih

Penyimpanan citra digital dapat dilakukan dengan menggunakan sistem pengimpanan raster. Sistem tersebut menyimpan dimana tiap unsur data disimpan dengan ‘alamat’ yang jelas, menurut posisinya dalam baris dan kolom.  Sistem penyimpanan ini boros dalam menggunakan tempat untuk menyimpan, tetapi keunggulan dari sistem ini, di antaranya kemudahan dalam hal pengalihan format (dari satu software ke software lain), pengaksesan, dan manipulasi (tumpang susun). Oleh karena itu, dikembangkanlah variasi dalam cara penyimpanannya meskipun masih dalam format raster. 

Kebutuhan akan sistem penyimpanan yang efisien semakin terasa dengan digunakannya sensor multisaluran (multispektral). Melalui sensor semacam ini, dihasikan beberapa citra yang menggambarkan objek yang sama. Namun menyajikan variasi rona/nilai piksel yang berbeda. Variasi ini tergantung saluran yang digunakan. Hasil dari citra multispektral ini adalah liputan gambar wilayah yang sama pada saluran spektral (band atau kanal) yang berbeda–beda. Apabila suatu wilayah direkam oleh satelit dengan sensor yang mengoperasikan 3 saluran (k, l, dan m) dengan coding 8 bit, maka pada posisi wilayah yang sama pada citra raster, suatu posisi piksel (misal baris i, kolom j) mempunyai 3 macam nilai spektral, yang masing–masing terdapat dalam julat 0 – 255, yaitu  ,  , dan  .

Berbagai perangkat lunak menyimpan keempat saluran citra ini dengan cara yang berbeda–beda. Cara pertama adalah penyimpan tanpa kompres (pemampatan), dimana setiap piksel menempati ‘ruang‘ dalam komputer sebesar 1 byte. Apabila terdapat 4 saluran citra yang masing – masing tersusun atas m kolom dan n baris, maka tempat (space) yang dihabiskan dalam computer adalah 4 x m x n byte. Cara ini disebut dengan full – raster structure. Cara kedua adalah melalui kompresi, dimana deretan piksel dengan nilai yang sama pada suatu saluran dapat diringkas penyimpanannya. Semakin homogen nilai piksel pada suatu liputan citra, semakin efektif kompresinya. Cara ini disebut compressed raster structure. [Projo, 2002].

Format penyimpanan BSQ (band sequential), citra yang dihasilkan dari setiap saluran disimpan sebagai sebagai file yang terpisah. Urutan penyimpanan data pun dilakukan dengan mulai dari baris pertama saluran 1, baris kedua, baris ketiga …. baris terakhir. Data ini disimpan sebagai berkas (file) saluran 1. Kemudian mulai dari garis pertama, untuk saluran 2, sampai dengan baris terakhir. Jadi, pada system 4 saluran, dihasilkan 4 berkas citra.

Format penyimpanan BIL (band interleaved by line), penyimpanan dilakukan mulai dari baris pertama saluran 1, kemudian dilanjutkan dengan baris pertama saluran 2, … baris pertama saluran n. Setelah itu dilanjutkan dengan baris kedua salura 1, baris kedua saluran 2, …. baris kedua saluran n. Dengan format BIL, seluruh data citra pada n  saluran akan disimpan sebagai satu berkas. Format BIL untuk saluran tunggal (n = 1), dengan demikian akan sama dengan format BSQ.

Format penyimpanan BIP (band interleaved by pixel) mirip dengan format BIL, hanya saja selang-seling bukan per baris melainkan per piksel. Penyimpanan dimulai dari piksel pertama (pojok kiri atas) baris pertama saluran 1, piksel pertama baris pertama saluran 2, … , pixel pertama baris pertama saluran n. Sama halnya dengan BIL, pada format ini seluruh data citra pada n saluran disimpan sebagai satu berkas.

Perubahan format hanya menghasilkan perubahan sistematika penyimpanan data citra multisaluran pada format sebelumnya, tanpa ada perubahan ukuran (jumlah byte) data. Pada format RLE (run-length encoding), jumlah byte citra dapat dimampatkan, tanpa mengurangi kandungan isinya. Karena format-format yang lain, Aronoff (1989) membedakan struktur data RLE dari struktur dan raster. Prinsip penyimpanan data dengan format ini adalah mengekspresikan kembali jumlah piksel yang berurutan dengan nilai yang sama sebagai satu pasangan nilai. Apabila pada satu baris pelarikan terdapat beberapa piksel dengan nilai yang sama, maka nilai-nilai ini tidak perlu setiap kali disimpan sebagai byte terpisah. [Projo, 1996].

Metode pelarikan (scanning) dengan scanner meja, pilihan untuk menyimpan gambar digital pada 256 warna tanpa kompresi selalu dapat diartikan bahwa gambar tersebut disimpan dengan format genetik BSQ, meskipun nama formatnya disesuaikan dengan merk dagang perusahaan pembuat perangkat lunaknya, misalnya *.GIF, *.TIF, *.BMP. Penyimpanan gambar 16,7 juta warna (  atau 256³) ke dalam format *.BMP atau *.TIF 24 bit menunjukkan bahwa gambar tersebut disimpan dalam format BIL atau BIP. Kompresi gambar hasil pelarikan raster juga dapat dijumpai pada format yang suidah banyak dikenal, misalnya *.JPG dan TIF with LZW compression. Dengan demikian format BSQ, BIL dan BIP merupakan format generik pada citra penginderaan jauh, sedankan BMP, TIF, GIF dan JPG merupakan format nongenerik yang berlaku untuk berbagai jenis citra, termasuk citra/gambar nonpenginderaan jauh. Format nongenerik lain juga dapat dijumpai pada berbagai pengolah citra penginderaan jauh, meskipun masih dapat dikategorikan kedalam BSQ, BIL, atau BIP. Format-format ini antara lain *LAN (untuk ERDAS sampai dengna versi 7.5) *IMG ( untuk ERDAS image; ekstensi yang sama namun dengan format berbeda digunakan oleh IDRISI), *MPD (ILWIS for DOS), *MPR (ILWIS for windows ) dan *ERS (ER- Mapper)

Citra digital disimpan oleh perangkat lunak pengolah citra dengan beberapa macam cara, ditinjau dari jumlah file yang digunakan. Cara pertama adalah menyatukan informasi citra dengan header-nya. Header adalah suatu ‘penjelasan’ tentang citra yang disimpan, misalnya format (ASCII, biner), ukuran (jumlah baris dan kolom), julat nilai dan ukuran byte-nya (misalnya 1 byte/pixel), palette warna dan sebagainya. Header dibaca lebih dulu oleh program sebelum data tiap piksel diakses dan ditampilakn pada layar monitor atau diproses. Pada cara pertama ini, header diletakkan pada bagian awal file, sehingga ukuran citra biasanya menjadi jumlah byte citra + jumlah byte header. Misalnya citra 3 saluran berukuran 100 kolom x 600 baris dengan julat 0–255, dimana tiap piksel disimpan dalam 1 byte informasi, dan headernya berukuran 128 byte, maka ukuran file citra itu menjadi 128 + 3*(1000 *600) = 1.800.128 byte. Cara kedua ialah dengan memisahkan header dan citra menjadi 2 file, dengan ekstensi yang berbeda, namun dengan nama file yang sama.

Format *.LAN yang digunakan oleh ERDAS merupakan contoh dimana header dan citranya disatukan dalam 1 file, dengan ukuran header sebesar 512 byte (untuk versi 7,5). Format *.MPD pada ILWIS for DOS merupakan contoh untuk file citra yang dipisahkan dari headernya (yang menggunakan ekstensi *.MPI, sebesar 40 byte, berformat biner). Format *.ERS sebenarnya merupakan header dari file citra tanpa ekstensi pada perangkat lunak ER-Mapper, dimana ukuran byte *.ERS ini terus berubah seiring dengan semakin banyaknya jenis operasi yang diterapkan pada citra. File *.ERS ini merupakan salah satu contoh dimana genealogi (lineage) citra telah dimasukkan sebagai bagian dari metadata (=’ data tentang data’) citra. [Projo, 2002].

Artikel Terkait

Previous
Next Post »

Berikan komentar terbaik atau pertanyaan untuk artikel di atas dan tetap setia mengunjungi "Guntara Lane" dengan alamat www.guntara.com terimakasih! EmoticonEmoticon