BAB 5: Ajari Citra Mengenal Lahan: Klasifikasi Terbimbing
#Studi kasus: "Saya mau empat kelas, dan Kebun tidak boleh hilang"
Peta tak terbimbing di bab 4 menggabungkan Kebun dengan Sawah. Kepala Seksi tegas: keempat kelas harus ada. Anda sudah punya 24 poligon area latih dari kunjungan lapangan. Sekarang giliran Anda mengajari komputer: "Piksel seperti ini, itu Kebun. Piksel seperti itu, itu Sawah."
#Konsep: klasifikasi terbimbing dalam tiga kalimat
Pada klasifikasi terbimbing, Anda memberi contoh lebih dulu (area latih), komputer mempelajari ciri angka bandnya, lalu menerapkannya ke seluruh citra. Seperti melatih petugas baru: tunjukkan beberapa contoh tiap jenis lahan, lalu minta ia menilai sisanya. Hasilnya peta dengan kelas yang Anda tentukan sendiri.
Istilah baru bab ini:
- Area latih: poligon berkelas pasti, dipakai untuk belajar.
- Tanda spektral (signature): ciri angka band satu kelas (rata-rata dan sebarannya).
- Jarak minimum: piksel masuk kelas yang rata-ratanya paling dekat.
- Kemiripan maksimum (maximum likelihood): piksel masuk kelas yang paling mungkin, dengan memperhitungkan sebaran tiap kelas.
- Kovarians: ukuran sebaran band dan hubungan antarband di satu kelas.

Perbedaan dua aturan terlihat di gambar. Jarak minimum menarik batas tepat di tengah dua rata-rata. Kemiripan maksimum melihat bahwa satu kelas lebih tersebar dari kelas lain, sehingga batasnya bergeser ke arah kelas yang lebih sempit.
Syarat area latih yang baik: seragam (satu kelas saja, jangan di batas), cukup banyak (di data ini 864 piksel per kelas), dan tersebar di banyak lokasi agar mewakili variasi.
#Bagian A: QGIS
#Bagian A: Klasifikasi terbimbing di QGIS
Untuk klasifikasi, bab ini memakai skrip NumPy. Alasannya sudah dijelaskan di bab 4: pada pengujian, i.maxlik dari GRASS gagal membuka berkas tanda spektralnya.
#A1. Mengubah area latih menjadi raster
- Tambahkan
Citra_Lahan.tifdanArea_Latih.gpkg. - Buka Processing Toolbox ► Vector conversion ► Rasterize (vector to raster).
- Isi: Input layer =
Area_Latih, Field to use for a burn-in value =Kode, Output raster size units = Georeferenced units, Width/Horizontal resolution = 1, Height/Vertical resolution = 1. Pada Output extent, pilih Calculate from layer ► Citra_Lahan. Pada Assign a specified nodata value, isi 0. Pada Output data type, pilih Byte. - Simpan sebagai
area_latih.tif, lalu Run.
Hasilnya: raster yang bernilai 1 sampai 4 di dalam poligon latih dan 0 di tempat lain. Skrip melakukan langkah ini sendiri.
#A2. Menjalankan skrip
- Buka
i2_05_terbimbing.pydi Python Console (Show Editor). Ubah jalur di bagian atas, lalu Run.
Skrip pertama-tama mencetak tanda spektral. Hasil uji (864 piksel latih per kelas):
| Kelas | R | G | B | NIR |
|---|---|---|---|---|
| Hutan | 35,4 | 81,8 | 35,5 | 145,8 |
| Kebun | 55,7 | 101,8 | 46,9 | 126,5 |
| Sawah | 61,3 | 108,2 | 50,4 | 111,3 |
| Lahan Terbuka | 133,9 | 119,3 | 102,4 | 96,0 |
Perhatikan Kebun dan Sawah: rata-ratanya dekat. Di bab 4 itulah yang membuat keduanya menyatu.
#A3. Dua aturan penentu kelas
Skrip menghitung dua peta. Jarak minimum:
jarak = np.stack([((piksel - rata[k]) ** 2).sum(axis=1) for k in NAMA], axis=1)
jarak_min = jarak.argmin(axis=1) + 1Kemiripan maksimum, yang memakai kovarians tiap kelas:
def skor(x, mu, c):
d = x - mu
return -0.5 * np.einsum("ij,jk,ik->i", d, np.linalg.inv(c), d) - 0.5 * np.log(np.linalg.det(c))
kemiripan = np.stack([skor(piksel, rata[k], kov[k]) for k in NAMA], axis=1)
maks_lik = kemiripan.argmax(axis=1) + 1Skor tertinggi menang. Dua hal di sini diasumsikan: tiap kelas bersebaran seperti lonceng (normal), dan semua kelas sama mungkin muncul (peluang awal sama).
Hasil uji, jumlah piksel per kelas pada peta:
| Kelas | Jarak minimum | Kemiripan maksimum |
|---|---|---|
| Hutan | 33.484 | 33.415 |
| Kebun | 23.204 | 23.194 |
| Sawah | 22.470 | 22.447 |
| Lahan Terbuka | 10.842 | 10.944 |
Sekarang keempat kelas ada. Kebun tidak lagi hilang.

- Muat
terbimbing_maks_lik.tifke QGIS. Beri warna lewat Properties ► Symbology ► Paletted/Unique values, lalu Classify.
Perbedaan angka kedua aturan kecil. Mana yang benar-benar lebih akurat? Jangan menilainya dari mata. Bab 6 mengukurnya dengan titik uji yang tidak ikut dipakai untuk melatih.
#Bagian B: ArcGIS Pro
#Bagian B: ArcGIS Pro
Menurut dokumentasi Esri, ada dua jalur. [CEK]
- Spatial Analyst: buat berkas tanda spektral dari area latih dengan Create Signatures, lalu jalankan Maximum Likelihood Classification. [CEK]
- Image Analyst: Train Maximum Likelihood Classifier, lalu Classify Raster. Atau pakai Classification Wizard di tab Imagery, yang memandu pelatihan sampai hasil. [CEK]
Langkah ringkas:
- Siapkan area latih (poligon dengan field kelas). Samakan sistem koordinat dengan citra. [CEK]
- Buat tanda spektral dari area latih. [CEK]
- Jalankan klasifikasi kemiripan maksimum. [CEK]
- Aturan jarak minimum: padanan alat langsung tidak saya temukan pada pemeriksaan ini. [CEK]
#Bagian C: ArcMap 10.8
#Bagian C: ArcMap 10.8
Alat ada di Spatial Analyst Tools ► Multivariate: Create Signatures dan Maximum Likelihood Classification (nama diperiksa pada dokumentasi Esri). [CEK]
- Siapkan area latih sebagai poligon dengan field kelas. [CEK]
- Jalankan Create Signatures dengan raster masukan multiband dan sampel area latih. [CEK]
- Jalankan Maximum Likelihood Classification dengan berkas tanda spektral tadi. [CEK]
- ArcMap juga punya bilah Image Classification dengan Training Sample Manager untuk menggambar area latih. [CEK]
#Cek paham
- Apa isi "tanda spektral" suatu kelas?
- Apa beda jarak minimum dan kemiripan maksimum?
- Mengapa area latih harus berada di tengah bercak yang seragam?
Jawaban:
- Rata-rata tiap band dan sebarannya (kovarians) dari piksel latih kelas itu.
- Jarak minimum hanya melihat jarak ke rata-rata. Kemiripan maksimum juga memperhitungkan seberapa tersebar tiap kelas.
- Piksel di batas campuran dua kelas. Bila ikut melatih, tanda spektral jadi kabur.
#Kesalahan umum
- Area latih terlalu sedikit atau terlalu kecil. Kovarians tidak stabil. Pakai ratusan piksel per kelas, dari beberapa lokasi.
- Area latih satu lokasi saja. Variasi kelas tidak terwakili. Sebarkan.
- Menguji dengan data latih. Akurasi menjadi terlalu bagus. Pakai titik uji terpisah.
- Kelas tidak ada di area latih. Piksel kelas itu akan dipaksakan masuk kelas lain.
#Ringkasan dan latihan
Ringkasan: klasifikasi terbimbing belajar dari area latih. Tanda spektral berisi rata-rata dan kovarians. Jarak minimum sederhana. Kemiripan maksimum lebih teliti. Keduanya menghasilkan peta dengan empat kelas yang Anda tentukan.
Latihan:
- Kurangi area latih menjadi 2 poligon per kelas (hapus sisanya di salinan
Area_Latih). Bagaimana jumlah piksel per kelas berubah? - Tambahkan band NDVI (dari bab 1) sebagai band ke lima di skrip. Apa yang perlu diubah di
piksel?
#Tabel perbandingan: klasifikasi terbimbing
| Hal | QGIS | ArcGIS Pro | ArcMap 10.8 |
|---|---|---|---|
| Alat | skrip NumPy di buku (GRASS i.maxlik gagal pada uji) | Create Signatures + Maximum Likelihood Classification; atau Train Maximum Likelihood Classifier + Classify Raster [CEK] | Create Signatures + Maximum Likelihood Classification [CEK] |
| Jarak minimum | skrip | tidak ditemukan alat langsung [CEK] | tidak ditemukan alat langsung [CEK] |
| Panduan langkah | tidak ada | Classification Wizard [CEK] | bilah Image Classification [CEK] |
| Syarat | tanpa ekstensi | Spatial Analyst / Image Analyst [CEK] | Spatial Analyst [CEK] |