Saturday, December 9, 2017

Perbedaan SRTM C-Band DEM dan SRTM X-Band DEM

Saya tidak tahu apakah sudah banyak orang yang mengetahui apa tidak, tapi saya baru tahu belakangan ini bahwa DEM dari data SRTM itu ada dua versi. Bukan dua versi resolusi spasial (30 meter dan 90 meter) yang saya maksud, tetapi dari dua sensor SAR yang berbeda.

Sebagaimana yang kita ketahui, SRTM adalah misi pemetaan topografi global menggunakan two pass interferometry along track menggunakan wahana pesawat ulang alik yang dipasangi sensor Radar SAR. Misi ini dilaksanakan tahun 2000 dan menghasilkan data DEM dengan resolusi 90 meter dan 30 meter untuk seluruh dunia (kecuali daerah dekat lintang tinggi).

Misi SRTM dilaksanakan setelah misi pendahuluan sukses dilaksanakan tahun 1994 (misi SIR-C/X-SAR). Hanya misi tahun 1994 tidak dilaksanakan dalam konfigurasi interferometri, sehingga tidak dapat menghasilkan data DEM.

Nah misi SRTM tahun 2000 menggunakan sensor dan wahana yang sama dengan misi tahun 1994, sehingga dalam misi ini terdapat dua sensor SAR, satu sensor beroperasi di C-Band dengan panjang gelombang 5,3 cm, dan satu sensor beroperasi pada X-Band dengan panjang gelombang 3 cm. Dan dari dua sensor yang berbeda tersebut, keduanya dapat diproses secara interferometris untuk menghasilkan DEM.

Pengolahan data DEM dari Sensor SIR-C (C-Band) menjadi tanggung jawab NASA JPL dan datanya didistribusikan melalui USGS dan JPL (DEM SRTM yang umum kita pakai sekarang ini)

Sementara pengolahan dan distribusi DEM dari Sensor X-SAR menjadi tanggung jawab LAPAN-nya Jerman yaitu, DLR

Keduanya diproses pada resolusi yang sama, yaitu 30 meter.

Nah, karena menggunakan sensor yang berbeda panjang gelombangnya, maka hasil DEM-nya pasti sedikit lain. X-band panjang gelombangnya lebih pendek, sehingga kemampuan menembus vegetasi lebih rendah daripada C-Band. Dengan demikian, maka DEM dari X-band lebih peka dengan elevasi penutup lahan (DSM = digital surface model) daripada DEM dari C-Band. Saya sudah mencoba untuk melihat perbedaan antara keduanya yang saya lampirkan di gambar di bawah ini.

Secara visual, perbedaannya cukup terlihat dimana DEM dari X-Band lebih DSM dari pada DEM dari C-Band.

Dan apabila terdapat satelit SAR yang beroperasi di P-Band, maka data DTM global akan dapat dikembangkan pada resolusi tinggi, karena P-Band dapat menembus kanopi vegetasi. Selain itu adanya P-Band SAR melalui wahana satelit juga akan membantu dalam perhitungan stok karbon dan biomassa secara global. Kita tunggu saja.

Btw,
Data DEM SRTM C-Band dapat diunduh di USGS EarthExplorer
Data DEM SRTM X-Band dapat diunduh di DLR EOWEB

Semoga dapat menambah pengetahuan (bagi yang belum tahu),

Cheers.

Sunday, November 26, 2017

DEM Interferometri Menggunakan ALOS PALSAR Data

Setelah minggu lalu mencoba interferometri dengan Sentinel 1 dan ESA SNAP, minggu ini saya mencoba kembali percobaan interferometri untuk memperoleh DEM, tetapi menggunakan data ALOS PALSAR dan ENVI SARSCAPE. Percobaan saya lakukan dua kali, pertama menggunakan pasangan data ALOS PALSAR Level 1.1 FBS (Fine Beam Single) SLC, dan percobaan kedua menggunakan ALOS PALSAR Level 1.0 FBD (Fine Beam Double) RAW. Untuk pasangan data pertama selisih temporalnya cukup panjang, hampir 10 bulan, sementara untuk percobaan kedua selisih temporalnya lebih singkat, hanya 46 hari.

Tahapan pemrosesan yang dilakukan di Percobaan pertama meliputi:
1. Data Import (Sarscape>Import Data>SAR Spaceborne>ALOS PALSAR)
2. Simulated Orbit Correction menggunakan DEM(Sarscape>General Tools>Orbit Correction>automatic Orbit Correction). DEM yang dipakai adalah SRTM90
3. Interferogram Generation (Sarscape>interferometry>Phase Processing>Interferometry Workflow>Interferogram Generation)
4. Refinement dan Reflattening menggunakan 7 GCP (Sarscpae>Interferometry>Phase Processing>Interferometry Workflow>Refinement and Reflattening)
5. Phase to Height Conversion and Geocoding (Sarscape>interferometry>phase Processing>inferferometry Workflow>Phase to Height Conversion and Geocoding).

Orbit correction dilakukan karena data PALSAR Level 1.1 sudah tidak memiliki informasi orbit precise, jadi harus disimulasikan parameternya.

Hasil yang diperoleh DEM nya cukup bagus, hanya terdapat artifacts




Saya tidak tahu dari mana artifact ini muncul. Dugaan saya adalah karena orbit parameternya adalah hasil simulasi. Bukan data orbit precise asli dari satelit.

Kemudian percobaan kedua saya lakukan menggunakan data RAW Level 1.0 dengan temporal resolution yang lebih singkat. Saya mendapat informasi bahwa data orbit precise PALSAR tersimpan di metadata dari data Level 1.0, jadi menarik untuk dicoba.

Proses yang dilakukan untuk data level 1.0 sebagai berikut:

1. Focusing (Sarscape > Focusing > PALSAR > JAXA Palsar Single Pol), dengan polarisasi yang dipilih adalah HH, karena backscatternya lebih konsisten (koherensi lebih bagus).
2. Interferogram Generation (Sarscape>interferometry>Phase Processing>Interferometry Workflow>Interferogram Generation)
3. Refinement dan Reflattening menggunakan 7 GCP (Sarscpae>Interferometry>Phase Processing>Interferometry Workflow>Refinement and Reflattening)
4. Phase to Height Conversion and Geocoding (Sarscape>interferometry>phase Processing>inferferometry Workflow>Phase to Height Conversion and Geocoding). DEM yang dipakai adalah SRTM90.

Hasil yang diperoleh lebih baik (dari sisi artifacts yang muncul) dari percobaan pertama, hanya artifactnya masih ada, kali ini di sisi atas.


Minor artifact  pada percobaan kedua (mungkin) disebabkan oleh koherensi yang rendah antara dua pasangan citra.
Secara kualitas hasil, DEM pada percobaan pertama lebih baik dari percobaan kedua, walaupun perbedaan temporalnya lebih panjang. Hal ini dikarenakan perpendicular baselinenya lebih jauh, sehingga lebih sensitif dengan perbedaan elevasi.

Jadi. Kesimpulan sementara, Orbit file berpengaruh dan harus dipertimbangkan dalam interferometri. Untuk pengolahan PALSAR di Sarscape, lebih baik dimulai dari data RAW daripada data SLC. Selain itu, balancing antara temporal differences dan perpendicular baseline juga harus dipertimbangkan

Data ALOS Palsar dapat diunduh cuma cuma di ASF VERTEX.