PERBANDINGAN PENGGUNAAN METODETHRESHOLD DAN METODE K-NEAREST

NEIGHBOUR DALAM DETEKSI LUAS TUTUPANVEGETASI GUNUNG AGUNG BALI INDONESIA

TUGAS AKHIR

Diajukan guna memenuhi sebagian persyaratan dalam rangka menyelesaikanPendidikan Sarjana Strata Satu (S1) Program Studi Teknologi Informasi

I NYOMAN GEDE PRADJANANIM: 1204505071

JURUSAN TEKNOLOGI INFORMASIFAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS UDAYANA2016

ii

PERBANDINGAN PENGGUNAAN METODETHRESHOLD DAN METODE K-NEAREST

NEIGHBOUR DALAM DETEKSI LUAS TUTUPANVEGETASI GUNUNG AGUNG BALI INDONESIA

TUGAS AKHIR

Diajukan guna memenuhi sebagian persyaratan dalam rangka menyelesaikanPendidikan Sarjana Strata Satu (S1) Program Studi Teknologi Informasi

I NYOMAN GEDE PRADJANANIM: 1204505071

JURUSAN TEKNOLOGI INFORMASIFAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS UDAYANA2016

iii

LEMBAR PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam Tugas Akhir ini tidak terdapat

karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di perguruan

tinggi lain, dan sepanjang pengetahuan saya tidak terdapat karya atau pendapat

yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis

diacu dalam naskah ini dan disebutkan pada daftar pustaka.

Denpasar, 30 Juni 2016Penulis

I Nyoman Gede Pradjana

vi

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadapan Ida Sang Hyang Widhi

Wasa/Tuhan Yang Maha Esa, karena atas Asung Kerta Wara Nugraha-Nya,

penulis dapat menyelesaikan tugas akhir dengan judul “Perbandingan

Penggunaan Metode Threshold dan Metode K-Nearest Neighbour dalam

Deteksi Luas Tutupan Vegetasi Gunung Agung Bali Indonesia”. Selama

pelaksanaan tugas akhir ini penulis mendapat banyak masukan dan bimbingan

dari berbagai pihak. Untuk itu, penulis ingin mengucapkan rasa terima kasih

kepada:

1. Bapak Prof. Ir. Ngakan Putu Gede Suardana, MT.,Ph.D, selaku Dekan

Fakultas Teknik Universitas Udayana.

2. Bapak Dr. Eng I Putu Agung Bayupati, ST.,M.T, selaku Ketua Jurusan

Teknologi Informasi Universitas Udayana.

3. Bapak I Nyoman Piarsa, ST., MT, selaku dosen pembimbing I dan Dr.

Eng. I Dewa Nyoman Nurweda Putra, S.Si.,M.Si, selaku dosen

pembimbing II yang telah banyak memberikan masukan dan bimbingan

selama penyusunan tugas akhir ini.

4. Ibu Ni Made Ika Marini Mandenni, S.T.,M.Kom, selaku dosen

pembimbing akademik, yang telah memberikan bimbingan selama

menempuh pendidikan di Jurusan Teknologi Informasi Fakultas Teknik

Universitas Udayana.

5. Kedua orang tua dan keluarga yang telah memberikan dukungan dan

motivasi dalam pembuatan tugas akhir ini.

6. Temen-teman seperjuangan dan segenap civitas di Jurusan Teknologi

Informasi Universitas Udayana yang telah memberikan sumbangan ide,

pemikiran dan dukungan dalam penyusunan tugas akhir ini.

vii

Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari sempurna.

Akhir kata penulis memohon maaf jika ada kesalahan dalam penulisan tugas akhir

ini.

Denpasar, 30 Juni 2016Penulis

I Nyoman Gede Pradjana

viii

ABSTRAK

Teknologi penginderaan jauh merupakan suatu perangkat yang dapatdigunakan dalam mendeteksi luas tutupan vegetasi pada lereng gunung berapi.Salah satu sensor yang digunakan untuk pendeteksian luas tutupan vegetasi yaituSatelit Landsat 8 OLI/TIRS. Tujuan penelitian ini adalah membandingkan luastutupan vegetasi dari lereng Gunung Agung di Kabupaten Karangasem ProvinsiBali berdasarkan citra Landsat 8 OLI/TIRS menggunakan metode Threshold danmetode K-Nearest Neighbour kemudian membandingkan hasil luas keduanya.Hasil perhitungan luasan tutupan vegetasi Gunung Agung Bali menggunakanmetode Threshold adalah 27706.68 hektar sedangkan hasil berdasarkan metodeklasifikasi K-Nearest Neighbour adalah 34321,32 hektar. Penggunaan keduametode tersebut menghasilkan luas vegetasi yang berbeda, karena disebabkan olehperbedaan interpretasi dalam pengambilan training sampel antara kedua metode,dimana metode Threshold dilakukan oleh user secara manual denganmenggunakan rentang nilai NDVI Threshold sedangkan pada metode K-NearestNeighbour training sampel dilakukan secara digital dengan menentukan kelas kemasing-masing kerapatan vegetasi Gunung Agung Bali Indonesia. Berdasarkanpenelitian yang dilakukan penggunaan metode Threshold lebih efektif dan cepatdibandingkan dengan penggunaan metode K-Nearest Neighbour dalammelakukan proses komputasi.

Kata Kunci: Metode Threshold, Tutupan Vegetasi, Metode K-NearestNeighbour, Landsat 8

ix

ABSTRACT

Remote sensing technology is a tool that can be used in detectingextensive vegetation cover on the slopes of the volcano. One of the sensors usedfor the detection of extensive vegetation cover is satellite Landsat 8 OLI/TIRS.The purpose of this study was to determine the area of vegetation cover on theslopes of Mount Agung in Karangasem Bali Province based on satellite imagesLandsat 8 OLI / TIRS uses Threshold method and K-Nearest Neighbour methodand then comparing the results of both broad and vegetation density. The result ofthe calculation of the extent of vegetation cover Gunung Agung Bali using theThreshold method is 27706.68 hectares while the results based on the method ofclassification K-Nearest Neighbour is 34321.32 hectares. The use of both of thesemethods will produce a comprehensive and vegetation density due to differentinterpretations due to differences in training taking samples between the twomethods, where the Threshold method performed by the user manually usingNDVI values range Threshold, whereas the method of K-Nearest Neighbourtraining is completed by determining the digital samples for each class ofvegetation density Agung Mountain Bali Indonesia. Based on research conductedusing Threshold method more effective and faster than with the use of K-NearestNeighbour method in the process of computing.

Keywords: Threshold Method, Vegetation Cover, K-Nearest Neighbour Method,Landsat-8 OLI/TIRS.

x

DAFTAR ISI

HALAMAN SAMPUL........................................................................................... iHALAMAN JUDUL ............................................................................................. iiLEMBAR PERNYATAAN ................................................................................. iiiLEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR .................................................... ivBERITA ACARA TUGAS AKHIR......................................................................vKATA PENGANTAR.......................................................................................... viABSTRAK .......................................................................................................... viiiABSTRACT ........................................................................................................... ixDAFTAR ISI...........................................................................................................xDAFTAR GAMBAR........................................................................................... xiiDAFTAR TABEL .............................................................................................. xivBAB I PENDAHULUAN.........................................Error! Bookmark not defined.1.1 Latar Belakang Masalah..................................Error! Bookmark not defined.1.2 Rumusan Masalah ...........................................Error! Bookmark not defined.1.3 Tujuan Penelitian ............................................Error! Bookmark not defined.1.4 Manfaat Penelitian ..........................................Error! Bookmark not defined.1.5 Batasan Masalah .............................................Error! Bookmark not defined.1.6 Sistematika Penulisan .....................................Error! Bookmark not defined.BAB II TINJAUAN PUSTAKA..............................Error! Bookmark not defined.2.1 State of the Art ................................................Error! Bookmark not defined.2.2 Citra.................................................................Error! Bookmark not defined.

2.2.1 Resolusi Citra ........................................Error! Bookmark not defined.2.2.2 Interpretasi Citra ....................................Error! Bookmark not defined.2.2.3 Unsur Interpretasi Citra .........................Error! Bookmark not defined.

2.3 Spektrum Elektromagnetik .............................Error! Bookmark not defined.2.4 Indeks Vegetasi ...............................................Error! Bookmark not defined.2.5 Komposit Citra................................................Error! Bookmark not defined.2.6 NDVI (Normalized Difference Vegetation Index)Error! Bookmark not defined.2.7 NDVI Threshold .............................................Error! Bookmark not defined.2.8 Satelit Landsat.................................................Error! Bookmark not defined.

2.8.1 Keunggulan Satelit Landsat...................Error! Bookmark not defined.2.8.2 Band pada Landsat 8..............................Error! Bookmark not defined.2.8.3 Digital Number (DN).............................Error! Bookmark not defined.2.8.4 Resolusi Spasial Citra............................Error! Bookmark not defined.2.8.5 Koreksi Radiometrik .............................Error! Bookmark not defined.

2.9 Metode K-Nearest Neighbour .........................Error! Bookmark not defined.2.9.1 Diagram Alur Klasifikasi K-Nearest NeighbourError! Bookmark not defined.

2.10Pemodelan Sistem...........................................Error! Bookmark not defined.2.10.1 Use Case Diagram ...............................Error! Bookmark not defined.2.10.2 Activity Diagram ..................................Error! Bookmark not defined.

BAB III METODE DAN PERANCANGAN SISTEMError! Bookmark not defined.3.1 Tempat dan Waktu Penelitian .........................Error! Bookmark not defined.

xi

3.2 Data .................................................................Error! Bookmark not defined.3.2.1 Sumber Data ..........................................Error! Bookmark not defined.3.2.2 Jenis Data...............................................Error! Bookmark not defined.3.2.3 Metode Pengumpulan Informasi ...........Error! Bookmark not defined.

3.3 Alat Penelitian.................................................Error! Bookmark not defined.3.4 Alur Penelitian ................................................Error! Bookmark not defined.3.5 Use Case Diagram ..........................................Error! Bookmark not defined.3.6 Activity Diagram ............................................Error! Bookmark not defined.

3.6.1 Activity Diagram Menu Pemotongan CitraError! Bookmark not defined.3.6.2 Activity Diagram Menu Komposit False ColorError! Bookmark not defined.3.6.3 Activity Diagram Menu Indeks VegetasiError! Bookmark not defined.3.6.4 Activity Diagram Menu Klasifikasi Metode K-Nearest NeighbourError! Bookmark not defined.3.6.5 Activity Diagram Menu Utama .............Error! Bookmark not defined.

3.7 Pemilihan Citra Satelit Landsat.......................Error! Bookmark not defined.3.8 Pengolahan Citra .............................................Error! Bookmark not defined.3.9 Perancangan User Interface ............................Error! Bookmark not defined.

3.9.1 Menu Pemotongan Citra........................Error! Bookmark not defined.3.9.2 Menu Komposit Band............................Error! Bookmark not defined.3.9.3 Menu Indeks Vegetasi...........................Error! Bookmark not defined.3.9.4 Klasifikasi .............................................Error! Bookmark not defined.

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .................Error! Bookmark not defined.4.1 Implementasi...................................................Error! Bookmark not defined.4.2 Perancangan Aplikasi......................................Error! Bookmark not defined.

4.2.1 Panel Aplikasi........................................Error! Bookmark not defined.4.2.2 Pesan Validasi .......................................Error! Bookmark not defined.

4.3 Uji coba Aplikasi ............................................Error! Bookmark not defined.4.3.1 Menu Pemotongan Citra........................Error! Bookmark not defined.4.3.2 Menu Komposit Band............................Error! Bookmark not defined.4.3.3 Menu Indeks Vegetasi ...........................Error! Bookmark not defined.4.3.4 Menu Klasifikasi ...................................Error! Bookmark not defined.

4.4 Analisis Sistem................................................Error! Bookmark not defined.4.4.1 Proses Komputasi..................................Error! Bookmark not defined.4.4.2 Kelebihan dan Kekurangan Sistem .......Error! Bookmark not defined.

BAB V PENUTUP..................................................Error! Bookmark not defined.5.1 Simpulan .........................................................Error! Bookmark not defined.5.2 Saran ...............................................................Error! Bookmark not defined.DAFTAR PUSTAKA...............................................Error! Bookmark not defined.

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1Contoh Citra Dalam Bentuk Piksel .....Error! Bookmark not defined.Gambar 2.2 Contoh Citra Pankromatik..................Error! Bookmark not defined.Gambar 2.3 Contoh Bentuk Kerucut Gunung Berapi .......... Error! Bookmark notdefined.Gambar 2.4 Contoh Citra Ukuran ..........................Error! Bookmark not defined.Gambar 2.5 Contoh Citra Tekstur..........................Error! Bookmark not defined.Gambar 2.6 Contoh Citra Pola Jalan dan Pola Sungai......... Error! Bookmark notdefined.Gambar 2.7 Spektrum Gelombang Elektromagnetik ........... Error! Bookmark notdefined.Gambar 2.8 Pola Spektral Vegetasi dan Air ..........Error! Bookmark not defined.Gambar 2.9 Ilustrasi Pantulan Gelombang ElektromagnetikError! Bookmark notdefined.Gambar 2.10 Transformasi NDVI .........................Error! Bookmark not defined.Gambar 2.11 NDVI Threshold...............................Error! Bookmark not defined.Gambar 2.12 Hubungan DN dengan Derajat Keabuan........ Error! Bookmark notdefined.Gambar 2.13 Resolusi Spasial Band 5 (Near Infrared) ....... Error! Bookmark notdefined.Gambar 2.14 Diagram Alur Klasifikasi K-Nearest Neighbour...Error! Bookmarknot defined.Gambar 3.1 Flowchart Alur Penelitian Deteksi Tutupan Vegetasi .................Error!Bookmark not defined.Gambar 3.2 Use Case Diagram .............................Error! Bookmark not defined.Gambar 3.3 Activity Diagram Menu Pemotongan Citra...... Error! Bookmark notdefined.Gambar 3.4 Activity Diagram Menu Komposit False ColorError! Bookmark notdefined.Gambar 3.5 Activity Diagram Menu Indeks Vegetasi ......... Error! Bookmark notdefined.Gambar 3.6 Activity Diagram Menu Klasifikasi K-Nearest Neighbour ........ Error!Bookmark not defined.Gambar 3.7 Activity Diagram Menu Utama ..........Error! Bookmark not defined.Gambar 3.8 Alur Unduh Citra Satelit Landsat-8 OLI/TIRS Error! Bookmark notdefined.Gambar 3.9 Halaman Utama Website Earth Explorer ......... Error! Bookmark notdefined.Gambar 3.10 Halaman Login Website Earth Explorer ........ Error! Bookmark notdefined.Gambar 3.11 Data Set Satelit USGS......................Error! Bookmark not defined.Gambar 3.12 Hasil Pencarian Data Satelit USGS Berdasarkan Waktu ......... Error!Bookmark not defined.

xiii

Gambar 3.13 Karakteristik Citra Landsat 8 OLI/TIRS........ Error! Bookmark notdefined.Gambar 3.14 Karakteristik Band 5 (a), Band 4 (b), dan Band 3 (c) .............. Error!Bookmark not defined.Gambar 3.15 Citra Komposit False Color.............Error! Bookmark not defined.Gambar 3.16 Piksel NDVI .....................................Error! Bookmark not defined.Gambar 3.17 Citra NDVI.......................................Error! Bookmark not defined.Gambar 3.18 Citra NDVI Threshold......................Error! Bookmark not defined.Gambar 3.19 Citra NDVI Threshold......................Error! Bookmark not defined.Gambar 3.20 Ilustrasi Perhitungan Mencari Luas Vegetasi NDVI Threshold................................................................................Error! Bookmark not defined.Gambar 3.21 Ilustrasi Perhitungan Luas Vegetasi Sangat Jarang.................. Error!Bookmark not defined.Gambar 3.22 Ilustrasi Perhitungan Luas Vegetasi Jarang ... Error! Bookmark notdefined.Gambar 3.23 Ilustrasi Perhitungan Luas Vegetasi Sedang .. Error! Bookmark notdefined.Gambar 3.24 Ilustrasi Perhitungan Luas Vegetasi Padat ..... Error! Bookmark notdefined.Gambar 3.25 User Interface Menu Pemotongan Citra ........ Error! Bookmark notdefined.Gambar 3.26 Background Menu Pemotongan Citra ............ Error! Bookmark notdefined.Gambar 3.27 User Interface Menu Komposit Band ............ Error! Bookmark notdefined.Gambar 3.28 User Interface Menu Indeks Vegetasi............ Error! Bookmark notdefined.Gambar 3.29 User Interface Menu Klasifikasi ......Error! Bookmark not defined.Gambar 4.1 Tampilan Menu Pemotongan Citra ....Error! Bookmark not defined.Gambar 4.2 Panel Informasi Input Band................Error! Bookmark not defined.Gambar 4.3 Panel Input Band ................................Error! Bookmark not defined.Gambar 4.4 Hasil Pemotongan Citra (a), Lokasi Penyimpanan Citra (b)...... Error!Bookmark not defined.Gambar 4.5 Panel Informasi Menu Komposit .......Error! Bookmark not defined.Gambar 4.6 Panel Informasi Metadata Citra..........Error! Bookmark not defined.Gambar 4.7 Proses Simpan Citra Komposit ..........Error! Bookmark not defined.Gambar 4.8 Panel Informasi Luas Vegetasi NDVI Threshold ...Error! Bookmarknot defined.Gambar 4.9 Hasil Perhitungan NDVI Threshold (Sangat Jarang)................. Error!Bookmark not defined.Gambar 4.10 Hasil Perhitungan NDVI Threshold (Jarang). Error! Bookmark notdefined.Gambar 4.11 Hasil Perhitungan NDVI Threshold (Sedang) Error! Bookmark notdefined.Gambar 4.12 Hasil Perhitungan NDVI Threshold (Padat) .. Error! Bookmark notdefined.

xiv

Gambar 4.13 Hasil Perhitungan NDVI Threshold (Luas Vegetasi) .............. Error!Bookmark not defined.Gambar 4.14 Hasil Luas Vegetasi dengan Metode Threshold....Error! Bookmarknot defined.Gambar 4.15 Panel Informasi Luas Vegetasi Metode Klasifikasi K-NearestNeighbour...............................................................Error! Bookmark not defined.Gambar 4.16 Tampilan Informasi Luas Vegetasi Metode K-Nearest Neighbour................................................................................Error! Bookmark not defined.Gambar 4.17 Hasil Luas Vegetasi dengan Metode Klasifikasi K-NearestNeighbour...............................................................Error! Bookmark not defined.Gambar 4.18 Pesan Berhasil ..................................Error! Bookmark not defined.Gambar 4.19 Pesan Input Band Kosong ................Error! Bookmark not defined.Gambar 4.20 Pesan Progress bar...........................Error! Bookmark not defined.Gambar 4.21 Proses Input Band ............................Error! Bookmark not defined.Gambar 4.22 Proses Menampilkan Band...............Error! Bookmark not defined.Gambar 4.23 Proses Menampilkan Hasil Pemotongan Band .....Error! Bookmarknot defined.Gambar 4.24 Proses Input Band ............................Error! Bookmark not defined.Gambar 4.25 Proses Menampilkan Input Band .....Error! Bookmark not defined.Gambar 4.26 Proses Menampilkan Komposit False Color . Error! Bookmark notdefined.Gambar 4.27 Proses Input Band ............................Error! Bookmark not defined.Gambar 4.28 Tampilan Koreksi Radiometrik ........Error! Bookmark not defined.Gambar 4.29 Tampilan Perhitungan NDVI ...........Error! Bookmark not defined.Gambar 4.30 Perhitungan Threshold Sangat Jarang ............ Error! Bookmark notdefined.Gambar 4.31 Perhitungan Threshold Jarang..........Error! Bookmark not defined.Gambar 4.32 Perhitungan Threshold Sedang.........Error! Bookmark not defined.Gambar 4.33 Perhitungan Threshold Padat ...........Error! Bookmark not defined.Gambar 4.34 Perhitungan Threshold Luas Vegetasi............ Error! Bookmark notdefined.Gambar 4.35 Tampilan Proses Perbesar/Zoom ......Error! Bookmark not defined.Gambar 4.36 Tampilan Input Band........................Error! Bookmark not defined.Gambar 4.37 Tampilan Perhitungan Metode Klasifikasi K-Nearest Neighbour................................................................................Error! Bookmark not defined.Gambar 4.38 Proses Komputasi NDVI Threshold Sangat Jarang ................. Error!Bookmark not defined.Gambar 4.39 Proses Komputasi NDVI Threshold Jarang ... Error! Bookmark notdefined.Gambar 4.40 Proses Komputasi NDVI Threshold Sedang.. Error! Bookmark notdefined.Gambar 4.41 Proses Komputasi NDVI Threshold Padat..... Error! Bookmark notdefined.Gambar 4.42 Proses Komputasi NDVI Threshold Luas Vegetasi ................. Error!Bookmark not defined.

xv

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Pembagian Objek Berdasarkan Nilai NDVI ........ Error! Bookmark notdefined.Tabel 2.2 Klasifikasi NDVI Threshold ..................Error! Bookmark not defined.Tabel 2.3 Karakteristik Band pada Satelit Landsat 8........... Error! Bookmark notdefined.Tabel 2.4 Penggunaan Kombinasi Band untuk Aplikasi atau Penelitian....... Error!Bookmark not defined.Tabel 2.5 Simbol pada Use Case Diagram ............Error! Bookmark not defined.Tabel 2.6 Simbol pada Activity Diagram ...............Error! Bookmark not defined.Tabel 3.1 Button dan Figure Menu Pemotongan Citra .........Error! Bookmark notdefined.Tabel 3.2 Button dan Figure Menu Komposit .......Error! Bookmark not defined.Tabel 3.3 Button dan Figure Menu Indeks Vegetasi ........... Error! Bookmark notdefined.Tabel 3.4 Button dan Figure Menu Indeks Vegetasi ........... Error! Bookmark notdefined.Tabel 4.1 Hasil Perbandingan Luas dan Kerapatan Vegetasi .....Error! Bookmarknot defined.