STUDI PERBANDINGAN DUA ALGORITMA PHASE UNWRAPPING (REGION GROWING DAN MINIMUM COST FLOW) PADA TEKNIK INTERFEROMETRIC SYNTHETIC APERTURE RADAR (INSAR) DALAM MENGHASILKAN DIGITAL SURFACE MODEL (DSM)

JUPI NURUL AZKIYA, Drs. Retnadi Heru Jatmiko, M.Sc.

2015 | Skripsi | S1 KARTOGRAFI DAN PENGINDRAAN JAUH

Informasi permukaan bumi secara tiga dimensi dapat digunakan untuk analisis kebumian. DSM merupakan model permukaan digital yang merepresentasikan ketinggian medan permukaan bumi termasuk didalamnya kenampakan objek yang terdapat diatas permukaan seperti vegetasi dan bangunan. Metode perolehan data ketinggian untuk pembuatan model digital bumi berkembang dari pengumpulan data ketinggian langsung di lapangan hingga dengan bantuan teknologi satelit radar. Perolehan data dengan radar lebih efisien dalam hal waktu, biaya, dan sumber daya manusia, serta dapat dilakukan siang malam di segala cuaca untuk luasan area mencapai puluhan kilometer. Teknik INSAR memanfaatkan informasi beda fasa dari dua citra SAR (Synthetic Aperture Radar) yang direkam pada posisi yang berbeda. Phase unwrapping merupakan langkah paling menantang dalam teknik inSAR, proses ini mencoba menghilangkan diskontinuitas 2phi pada interferogram (wrapped phase). Hasil proses ini adalah unwrapped phase yang nantinya akan dikonversi ke nilai ketinggian permukaan bumi. Tujuan dari penelitian ini adalah (1) untuk mengetahui kemampuan masing masing algoritma phase unwrapping (region growing dan minimum cost flow) dalam proses inSAR dalam menghasilkan DSM dari citra PALSAR dan (2) membandingkan hasil DSM dari dua algoritma yang berbeda (region growing dan minimum cost flow) terhadap ketinggian permukaan bumi di lapangan untuk mengetahui algoritma mana yang lebih baik dalam menghasilkan DSM. DSM yang dihasilkan dibandingkan dengan data posisi dan ketinggian yang diambil di lapangan dengan metode purposive random sampling dengan menggunakan perhitungan RMSE dan akurasinya pada tingkat kepercayaan 95%. RMSEz dari DSM RG adalah 20,497 meter, sedangkan DSM MCF 20,026 meter dengan akurasi vertikal 40,175 meter untuk DSM RG dan 39,250 meter untuk DSM MCF pada tingkat kepercayaan 95%. Kedua DSM berada dibawah nilai akurasi vertikal dari standar USGS yang diterima dari spaceborne InSAR yaitu 0,5 hingga 20 meter. Kualitas dan akurasi DSM dipengaruhi oleh pasangan interferometri yang digunakan (baseline temporal dan baseline spasial), pengolahan insar (koherensi rendah, phase unwrapping, dan distorsi medan), dan data lapangan (kualitas dan sebaran sampel).

Information of the earth's surface in three dimensions can be used for analysis of geoscience. DSM (Digital Surface Model) is model digital of the earth's surface that represents a height of terrain including the height of the object above the earth such as vegetations and buildings. Elevation data acquisition method for the manufacture of digital models of the earth evolved from collecting height data directly on the ground to with the help of radar satellite technology. Radar data acquisition more efficient in terms of time, cost, and human resources, and can be done day and night in all weather for area in the tens of kilometers. InSAR technique utilizes phase difference information of two SAR images (Synthetic Aperture Radar) recorded at different positions. Phase unwrapping is the most challenging step in inSAR techniques, trying to eliminate 2phi discontinuities in the interferogram (wrapped phase). The result of this process is unwrapped phase that will be converted to the height value of the earth's surface. The aims of this research are (1) to determine the ability of phase unwrapping algorithms (region growing and minimum cost flow) in InSAR process to produce DSM from PALSAR images and (2) to compare DSM from two different algorithms (region growing and minimum cost flow) with field height of the earth's surface to determine which which algorithm is better to produce DSM DSM generated compared with the data position and height are taken in the field by purposive random sampling method using RMSE calculations and accuracy at 95% confidence level. RMSEz of DSM RG is 20,497 meters, while the DSM MCF is 20,026 meters, with vertical accuracy 40,175 meters for DSM RG and 39,250 meters for DSM MCF at 95% confidence level. Both of DSM below the vertical accuracy of the USGS standard received from Spaceborne inSAR i.e. 0.5 to 20 meters. DSMs quality and accuracy were controlled by interferometry pair used (temporal baseline and spatial baseline), inSAR processing (low coherence, phase unwrapping, and terrain distortion), and field data (quality and distribution of the sample).

Kata Kunci : Phase, Phase Unwrapping, InSAR, DSM, RMSE, vertical accuracy