1 Band Information

Landsat 8 mengorbit pada bumi dalam orbit mendekati kutub sinkron-matahari (sun-synchronous), pada ketinggian 705 km (438 mil), kemiringan pada 98,2 derajat, dan menyelesaikan satu orbit Bumi setiap 99 menit. Satelit ini memiliki siklus berulang 16 hari dengan waktu penyeberangan khatulistiwa: 10:00 pagi +/- 15 menit. Landsat 8 memperoleh sekitar 740 citra sehari pada sistem jalur/baris Worldwide Reference System-2 (WRS-2), dengan tumpang tindih petak bervariasi dari 7 persen di ekuator hingga maksimum sekitar 85 persen di garis lintang ekstrem. Ukuran citra Landsat 8 adalah 185 km x 180 km (114 mi x 112 mi).

Landsat 8 memiliki 2 sensor yaitu Operational Land Imager (OLI) and Thermal Infrared Sensor (TIRS). Landsat-8 diluncurkan pada 11 Februari 2013, dan masih aktif hingga saat ini.

Operational Land Imager (OLI) menghasilkan 9 spectral bands (Band 1 hingga 9) pada resolusi 15, 30 dan 60 meter. Kemudian, Thermal Infrared Sensor (TIRS) terdiri dari 2 thermal bands (Band 10 dan 11) dengan resolusi spasial 100 meter, dengan total keseluruhan citra Landsat 8 memiliki 11 bands. Pada Landsat 8 ini terdapat band Panchromatic (band 8) yang berguna untuk mempertajam citra.

2 Kombinasi Band

Kombinasi band pada Landsat 8 digunakan untuk menghasilkan citra yang mengungkapkan informasi yang berbeda tentang permukaan Bumi. Landsat 8 memiliki 11 band yang masing-masing merekam informasi pada panjang gelombang yang berbeda, yang mencakup spektrum optik hingga inframerah. Setiap kombinasi band dapat digunakan untuk aplikasi tertentu, seperti pemetaan vegetasi, identifikasi lahan basah, atau deteksi perbedaan suhu permukaan.

Dalam Landsat-8, beberapa kombinasi band populer termasuk warna alami (natural color), warna inframerah (color infrared), dan berbagai indeks vegetasi (vegetation indexes). Jika ingin melihat kombinasi band Landsat 8, anda dapat mencobanya sendiri menggunakan aplikasi seperti ArcGIS, ENVI, atau yang lainnya. Berikut beberapa kombinasi band yang sering digunakan.

1. Natural Color (4, 3, 2)

Kombinasi band ini menggunakan spektrum warna merah (Red - Band 4), hijau (Green - Band 3), dan biru (Blue - Band 2), yang mencerminkan tampilan visual yang paling mendekati persepsi mata manusia. Konsep ini memanfaatkan sifat alami cahaya tampak untuk menghasilkan citra yang intuitif dan mudah dipahami.

Kegunaannya terutama dalam interpretasi visual umum, seperti pemetaan tata guna lahan, identifikasi fitur-fitur topografi, dan pemantauan lingkungan secara kasat mata. Namun, kombinasi ini kurang efektif untuk analisis spesifik seperti vegetasi atau pemisahan air dan daratan karena tidak memanfaatkan panjang gelombang inframerah yang lebih sensitif terhadap perubahan lingkungan.

2. False Color (urban) (7, 6, 4)

Kombinasi ini menggunakan band Shortwave Infrared 2 (SWIR2 - Band 7), Shortwave Infrared 1 (SWIR1 - Band 6), dan merah (Red - Band 4), yang memberikan tampilan visual unik untuk analisis lingkungan perkotaan. Konsepnya didasarkan pada kemampuan SWIR untuk membedakan berbagai jenis permukaan, seperti beton, aspal, dan vegetasi.

Kegunaannya mencakup identifikasi bangunan, pemetaan wilayah urban, serta deteksi perubahan lahan akibat urbanisasi atau bencana seperti kebakaran dan banjir.

3. Color Infrared (vegetation) (5, 4, 3)

Dalam kombinasi ini, Near Infrared (NIR - Band 5) digunakan bersama dengan merah (Band 4) dan hijau (Band 3), menghasilkan citra di mana vegetasi tampak berwarna merah cerah. Konsep ini didasarkan pada sifat NIR yang dipantulkan secara kuat oleh tanaman sehat dan diserap oleh air serta tanah.

Kegunaannya terutama untuk pemantauan kesehatan vegetasi, analisis ekosistem, serta deteksi area yang mengalami degradasi lingkungan atau kekeringan.

4. Agriculture (6, 5, 2)

Kombinasi ini terdiri dari SWIR1 (Band 6), NIR (Band 5), dan biru (Band 2), yang membantu dalam analisis pertanian dengan menyoroti kelembaban tanah dan kondisi tanaman. Konsepnya bergantung pada interaksi SWIR dengan kandungan air dalam vegetasi, di mana tanaman dengan kadar air tinggi akan tampak berbeda dibandingkan dengan yang mengalami stres.

Kegunaannya meliputi pemetaan lahan pertanian, deteksi irigasi yang tidak efisien, serta pemantauan pertumbuhan tanaman untuk manajemen pertanian yang lebih baik.

5. Atmospheric Penetration (7, 6, 5)

Kombinasi ini mengandalkan SWIR2 (Band 7), SWIR1 (Band 6), dan NIR (Band 5), yang mampu menembus kabut, uap air, dan polusi atmosfer dengan lebih baik dibandingkan kombinasi lain. Konsep ini didasarkan pada panjang gelombang SWIR yang kurang terpengaruh oleh hamburan atmosfer, sehingga memungkinkan pengamatan yang lebih jelas terhadap permukaan bumi.

Kegunaannya mencakup pemetaan wilayah dengan kondisi atmosfer yang sulit, seperti daerah berkabut atau wilayah dengan banyak polusi udara, serta pemantauan fenomena geologi seperti erosi dan tanah longsor.

6. Healthy Vegetation (5, 6, 2)

Kombinasi ini menggunakan NIR (Band 5), SWIR1 (Band 6), dan biru (Band 2), yang berfokus pada pemantauan kesehatan vegetasi. Konsepnya berakar pada kemampuan NIR untuk membedakan vegetasi sehat dan yang mengalami stres, sementara SWIR1 membantu dalam mengidentifikasi kandungan air dalam tanaman. Tanaman yang sehat akan memantulkan lebih banyak NIR dan tampak cerah, sedangkan tanaman yang stres atau mengalami kekeringan akan tampak lebih gelap.

Kegunaannya termasuk pemantauan kondisi lahan pertanian, mendeteksi area yang terkena kekeringan, serta mendukung praktik pertanian presisi untuk meningkatkan hasil panen.

7. Land/Water (5, 6, 4)

Dalam kombinasi ini, NIR (Band 5), SWIR1 (Band 6), dan merah (Band 4) digunakan untuk membedakan antara daratan dan badan air. Konsepnya didasarkan pada fakta bahwa air menyerap hampir semua panjang gelombang NIR dan SWIR, sehingga tampak lebih gelap dibandingkan dengan tanah atau vegetasi.

Kegunaannya meliputi pemetaan batas air, pemantauan perubahan garis pantai, analisis banjir, serta deteksi polusi air di danau atau sungai.

8. Natural with Atmospheric Removal (7, 5, 3)

Kombinasi ini menggunakan SWIR2 (Band 7), NIR (Band 5), dan hijau (Band 3) untuk menghasilkan citra yang menyerupai tampilan alami tetapi dengan efek atmosfer yang dikurangi. Konsep ini memanfaatkan panjang gelombang SWIR2 yang lebih sedikit dipengaruhi oleh hamburan atmosfer, sehingga meningkatkan kejernihan citra.

Kegunaannya mencakup pemantauan area yang sering tertutup uap air atau kabut, pengamatan geologi, serta studi ekologi di wilayah dengan kondisi atmosfer yang sulit, seperti daerah tropis yang sering berawan.

9. Shortwave Infrared (7, 5, 4)

Kombinasi ini menggunakan SWIR2 (Band 7), NIR (Band 5), dan merah (Band 4), yang berguna dalam analisis geologi dan pemetaan vegetasi. Konsep ini didasarkan pada kemampuan SWIR untuk membedakan berbagai jenis batuan dan tanah berdasarkan kandungan air dan mineralnya, sementara NIR membantu mengidentifikasi vegetasi.

Kegunaannya mencakup eksplorasi sumber daya mineral, pemantauan kelembaban tanah, serta deteksi kebakaran hutan karena area yang terbakar akan tampak berbeda dalam spektrum SWIR.

10. Vegetation Analysis (6, 5, 4)

Kombinasi ini mengandalkan SWIR1 (Band 6), NIR (Band 5), dan merah (Band 4) untuk analisis vegetasi yang lebih mendetail. Konsep ini didasarkan pada sifat SWIR yang sensitif terhadap kandungan air dalam tanaman, sehingga dapat digunakan untuk mendeteksi stres tanaman sebelum terlihat secara visual.

Kegunaannya meliputi pemantauan hutan, deteksi deforestasi, analisis pertumbuhan tanaman, serta mendukung penelitian tentang perubahan ekosistem akibat perubahan iklim atau aktivitas manusia.

3 Visual Citra

library(raster)
b2 <- raster('Citra Riau/LC08_L1TP_127059_20201018_20201104_01_T1_B2.tif')
b3 <- raster('Citra Riau/LC08_L1TP_127059_20201018_20201104_01_T1_B3.tif')
b4 <- raster('Citra Riau/LC08_L1TP_127059_20201018_20201104_01_T1_B4.tif')
b5 <- raster('Citra Riau/LC08_L1TP_127059_20201018_20201104_01_T1_B5.tif')
b6 <- raster('Citra Riau/LC08_L1TP_127059_20201018_20201104_01_T1_B6.tif')
b7 <- raster('Citra Riau/LC08_L1TP_127059_20201018_20201104_01_T1_B7.tif')

Setiap baris kode ini memuat band dari citra Landsat 8 dalam format GeoTIFF.

# informasi sistem koordinat referensi (CRS) dari citra.
crs(b2,describe=T)
## Coordinate Reference System:
## Deprecated Proj.4 representation:
##  +proj=utm +zone=47 +datum=WGS84 +units=m +no_defs 
## WKT2 2019 representation:
## PROJCRS["unknown",
##     BASEGEOGCRS["unknown",
##         DATUM["World Geodetic System 1984",
##             ELLIPSOID["WGS 84",6378137,298.257223563,
##                 LENGTHUNIT["metre",1]],
##             ID["EPSG",6326]],
##         PRIMEM["Greenwich",0,
##             ANGLEUNIT["degree",0.0174532925199433],
##             ID["EPSG",8901]]],
##     CONVERSION["UTM zone 47N",
##         METHOD["Transverse Mercator",
##             ID["EPSG",9807]],
##         PARAMETER["Latitude of natural origin",0,
##             ANGLEUNIT["degree",0.0174532925199433],
##             ID["EPSG",8801]],
##         PARAMETER["Longitude of natural origin",99,
##             ANGLEUNIT["degree",0.0174532925199433],
##             ID["EPSG",8802]],
##         PARAMETER["Scale factor at natural origin",0.9996,
##             SCALEUNIT["unity",1],
##             ID["EPSG",8805]],
##         PARAMETER["False easting",500000,
##             LENGTHUNIT["metre",1],
##             ID["EPSG",8806]],
##         PARAMETER["False northing",0,
##             LENGTHUNIT["metre",1],
##             ID["EPSG",8807]],
##         ID["EPSG",16047]],
##     CS[Cartesian,2],
##         AXIS["(E)",east,
##             ORDER[1],
##             LENGTHUNIT["metre",1,
##                 ID["EPSG",9001]]],
##         AXIS["(N)",north,
##             ORDER[2],
##             LENGTHUNIT["metre",1,
##                 ID["EPSG",9001]]]]

4 References

Fawzi, N. I., & Ihsan, V. N. (2021). Landsat 8: Sebuah teori dan teknik pemrosesan tingkat dasar. El Markazi.

GeospatialEcologist. (2019). Landsat 8: A tutorial on image processing and analysis in R. RPubs.
https://rpubs.com/GeospatialEcologist/521314

Nugroho, F. (2021, Juni). Kombinasi Band Citra Landsat 8. Diakses dari
https://www.ferinugroho.my.id/2021/06/kombinasi-band-citra-landsat-8.html