Universitas Kuningan · Fakultas Kehutanan & Ilmu Lingkungan

GEEDEF —
Klasifikasi Tutupan Lahan
Berbasis Google
Earth Engine V3.1

GEEDEF adalah alat klasifikasi tutupan lahan berbasis cloud yang dibangun di atas Google Earth Engine (GEE). Mengintegrasikan tiga algoritma ML — RF, GTB, dan SVM — dengan 26 variabel fitur spektral dari Sentinel-2A SR Harmonized, seluruh alur kerja berjalan di server Google tanpa perlu mengunduh data.

26 variabel fitur RF · GTB · SVM Bilingual EN/ID 100% cloud-based
geedef-v3.1 ~ gee-code-editor
Step 1 — Define ROI from asset Batas wilayah dimuat · 12,400 ha Step 2 — Sentinel-2A Composite 2024-01-01 → 2024-12-31 · Cloud Score+ mask # 26 variabel fitur dihitung otomatis Step 3 — Pilih Algoritma: RF numTrees=500 · bagFraction=0.5 Step 4 — Import Training Samples (SHP) 8 kelas · 1,240 sampel terimpor Step 5 — RUN CLASSIFICATION OA: 91.4% · Kappa: 0.89 · 8 kelas Step 6 — Export GeoTIFF 10m → Drive LandCover_DFRF_V3.tif · EPSG:4326 $
26
Variabel Fitur Spektral
3
Algoritma ML (RF · GTB · SVM)
6
Langkah Alur Kerja
10m
Resolusi Output GeoTIFF

7 Fitur Baru di GEEDEF V3.1

Versi terbaru yang dapat diakses melalui link GEE yang telah diperbarui menghadirkan peningkatan signifikan dibanding V3 (rilis PDF asli).

Import Sampel dari SHP Asset NEW

Sub-panel baru di Langkah 4 — muat data training yang sudah ada dari aset GEE FeatureCollection (SHP yang diunggah), baca kolom atribut secara otomatis, dan gabungkan dengan sampel yang didigitasi manual.

Read Columns NEW

Tombol khusus untuk membaca dan mengisi dropdown kolom atribut dari aset SHP yang dipilih — menghilangkan keharusan memasukkan nama kolom secara manual.

Extract Unique Classes NEW

Memindai aset SHP untuk semua kode kelas numerik unik dan menampilkan baris yang dapat diedit per kelas (nama + warna) sebelum diimpor.

Dual Asset Refresh NEW

Input refresh aset terpisah untuk batas ROI dan SHP sampel training — sebelumnya hanya ada satu input field. Kini dua aset dapat dikelola secara independen.

Accuracy Penalty Flag NEW

Jika hanya sampel manual yang digunakan (tidak ada aset tervalidasi lapangan), alat menerapkan koreksi −5% pada OA dan Kappa dan menampilkan catatan peringatan — membuat reliabilitas penilaian transparan.

Bilingual UI (EN / ID) NEW

Toggle antarmuka penuh antara Bahasa Inggris dan Bahasa Indonesia via tombol EN / ID di peta — semua label, tombol, placeholder, dan pesan status beralih secara dinamis.

Hex Color Copy Box NEW

Setiap kelas di panel palette kini menampilkan kotak teks hex yang dapat diedit di samping tombol kelas — memungkinkan penyalinan langsung tanpa perlu menghafal atau mengetik ulang kode warna.

Enam Langkah Alur Kerja

Semua enam langkah harus dieksekusi secara berurutan. Melewati langkah apapun akan memicu peringatan di panel status.

1
Define Region of Interest (ROI)

ROI mendefinisikan luas spasial untuk penyaringan koleksi citra, pelatihan klasifikator, dan kalkulasi luas area. Tersedia dua metode:

Method A — Load dari GEE Asset
Method B — Gambar Manual
  1. 1 Masukkan nama akun atau proyek GEE Anda di kolom teks (misal: ee-defaniarman).
  2. 2 Klik 🔄 Refresh Assets untuk mengisi dropdown dengan aset FeatureCollection yang tersedia.
  3. 3 Pilih SHP batas wilayah dari dropdown.
  4. 4 Klik 📥 Load ROI from Dropdown.
  5. 5 Peta akan terpusat pada ROI yang dimuat dan menampilkan batas sebagai garis biru.
  1. 1 Aktifkan Drawing Tools dari toolbar peta kiri atas (ikon pensil).
  2. 2 Gambar poligon yang mendefinisikan batas area studi Anda.
  3. 3 Klik 🖊 Use Map Drawing Tools.
Rekomendasi: Untuk area studi skala distrik atau lebih besar, Method A lebih disarankan untuk memastikan batas administratif sesuai data resmi.
2
Sentinel-2A Composite Acquisition

Membangun komposit citra bebas awan dari COPERNICUS/S2_SR_HARMONIZED berdasarkan parameter yang ditentukan pengguna.

ParameterDeskripsiDefault
Date RangeRentang tanggal format YYYY-MM-DD2024-01-01 s.d. 2024-12-31
Cloud Max (%)Maksimum CLOUDY_PIXEL_PERCENTAGE per scene20%
Cloud MaskingAktifkan/nonaktifkan cloud masking level pikselAktif
Composite MethodStrategi agregasi temporalMedian

Metode Cloud Masking

MetodeDeskripsiRekomendasi
Cloud Score+Menggunakan layer cs_cdf; memask piksel dengan cs_cdf < 0.60✅ Direkomendasikan
SCL (ESA)Menghapus kelas SCL: cloud shadow, unclassified, medium/high cloud, thin cirrus, snow/iceTropik
QA60 (Bitmask)Menggunakan bit 10 (opaque cloud) dan bit 11 (cirrus cloud)Paling sederhana

Metode Temporal Composite

MetodeDeskripsiTerbaik Untuk
Median (Default)Median piksel di seluruh scene dalam rentang tanggalPemetaan tahunan; stabil
Median Dry SeasonMemilih kuartil NDVI terendah (25% scene terkering)Kontras spektral vegetasi vs lahan terbuka
Median Wet SeasonMemilih kuartil NDVI tertinggi (25% scene terhijau)Memaksimalkan respons vegetasi
Untuk studi mangrove, gunakan Median Dry Season untuk memaksimalkan kontras spektral antara kanopi mangrove dan tambak.
3
Algoritma Klasifikasi & Parameter

Pilih salah satu dari tiga algoritma ML dan atur parameternya. Rasio training/testing default adalah 70/30.

Random Forest
Gradient Tree Boost
SVM
ParameterRangeDefaultDeskripsi
numTrees50–1000500Jumlah pohon keputusan
minLeafPopulation1–201Minimum sampel per terminal leaf
bagFraction0.3–1.00.5Proporsi sampel per pohon
ParameterRangeDefaultDeskripsi
numTrees50–500200Jumlah iterasi boosting
shrinkage0.01–0.300.05Learning rate
samplingRate0.30–1.00.7Proporsi sampel per iterasi
maxNodes2–105Kedalaman maksimum per pohon
lossLeastAbsoluteDeviationFungsi loss
ParameterRangeDefaultDeskripsi
kernelRBF / LINEAR / POLY / SIGMOIDRBFFungsi kernel
cost (C)0.1–10010Parameter regularisasi
gamma0.001–2.00.5Jangkauan pengaruh (RBF, POLY, SIGMOID)
degree1–103Derajat polinomial (POLY only)
coef00.0–5.00.0Koefisien independen (POLY, SIGMOID)
Untuk SVM dengan kernel RBF, lakukan grid search manual atas C dan gamma sebelum menjalankan klasifikasi final.
Gunakan 80/20 split untuk dataset dengan kurang dari 200 sampel per kelas. Minimum 20–30 poligon per kelas diperlukan untuk evaluasi akurasi yang valid secara statistik.
4
Tambah Kelas & Digitasi Sampel Training

Dua opsi untuk mendefinisikan kelas dan sampel training:

Opsi A — Import dari SHP Asset NEW
Opsi B — Manual
  1. 1 Masukkan nama akun/proyek GEE dan klik 🔄 Refresh untuk memuat aset SHP yang tersedia.
  2. 2 Pilih aset sampel training dari dropdown.
  3. 3 Klik 📖 Read Columns untuk mengisi dropdown kolom atribut.
  4. 4 Pilih kolom kode kelas dan kolom nama/label kelas.
  5. 5 Klik 🔍 Extract Unique Classes — baris yang dapat diedit muncul untuk setiap kelas (nama + warna).
  6. 6 Edit nama dan warna sesuai kebutuhan, lalu klik 📥 Save & Import Mapped Samples.
Sampel yang diimpor digabungkan dengan sampel yang didigitasi manual sebelum proses training.
  1. 1 Ketik nama kelas, atau klik kelas dari panel kiri palette untuk auto-fill.
  2. 2 Masukkan kode warna heksadesimal (misal: #006400).
  3. 3 Klik + ADD CLASS — kode diberikan otomatis dan bertambah secara berurutan.
  4. 4 Pilih kelas aktif dari dropdown.
  5. 5 Aktifkan Drawing Tools; pilih point atau polygon.
  6. 6 Gambar area sampel di peta untuk kelas yang dipilih. Ulangi untuk semua kelas.
Best practice: Distribusikan sampel secara spasial. Gunakan beberapa poligon kecil per kelas untuk menangkap variabilitas spektral dalam kelas. Hindari zona transisional atau ambigu.
5
Jalankan Klasifikasi

Klik 🚀 RUN CLASSIFICATION. Alat mengeksekusi server-side secara otomatis:

  1. 1 Mengekstrak nilai spektral (26 variabel) dari semua sampel via sampleRegions
  2. 2 Membagi sampel secara acak menjadi set training/validasi menggunakan randomColumn
  3. 3 Melatih klasifikator pada set training
  4. 4 Mengklasifikasikan semua piksel dalam ROI
  5. 5 Menghitung error matrix → menurunkan OA dan Kappa dari set validasi
  6. 6 Menghitung luas per kelas via ee.Image.pixelArea() dalam hektar
MetrikThresholdCatatan
Overall Accuracy (OA)> 85%Umumnya diterima untuk studi tutupan lahan regional
Kappa Coefficient> 0.80"Very Strong" agreement (Landis & Koch, 1977)
Jika hanya sampel manual yang digunakan (tidak ada aset tervalidasi lapangan yang diimpor), penalti −5% diterapkan pada OA dan Kappa dan ditandai di panel hasil.
6
Export ke Google Drive

Ekspor hasil klasifikasi sebagai raster GeoTIFF satu band ke Google Drive Anda.

  1. 1 Atur nama folder (default: GEE_Export) dan nama file (default: LandCover_DFRF_V3).
  2. 2 Pilih resolusi spasial output: 10 m, 20 m, atau 30 m.
  3. 3 Klik ⬆ EXPORT — GeoTIFF to Drive.
  4. 4 Monitor di tab Tasks (ikon jam, kanan atas GEE Code Editor). Klik Run.
JavaScript — Export Configuration
Export.image.toDrive({
  image:          STATE.classifiedImg,
  description:    'LandCover_DFRF_V3',
  folder:         'GEE_Export',
  fileNamePrefix: 'LandCover_DFRF_V3',
  region:         STATE.roi.geometry(),
  scale:          10,           // opsi: 10, 20, 30
  crs:            'EPSG:4326',
  maxPixels:      1e13,
  fileFormat:     'GeoTIFF'
});
Output adalah raster integer satu band (nilai piksel = kode kelas), CRS: EPSG:4326. Kompatibel dengan QGIS, ArcGIS, dan semua perangkat lunak GIS utama.

26 Variabel Fitur per Piksel

Setelah memuat komposit, GEEDEF secara otomatis menghitung 16 indeks spektral. Bersama 10 band natif Sentinel-2A, total ruang fitur adalah 26 variabel prediktor per piksel.

10 Band Spektral Natif Sentinel-2A

BandNamaPanjang GelombangResolusi
B2Blue~490 nm10 m
B3Green~560 nm10 m
B4Red~665 nm10 m
B5Red Edge 1~705 nm20 m
B6Red Edge 2~740 nm20 m
B7Red Edge 3~783 nm20 m
B8NIR~842 nm10 m
B8ANIR Narrow~865 nm20 m
B11SWIR 1~1610 nm20 m
B12SWIR 2~2190 nm20 m

16 Indeks Spektral Turunan

IndeksAplikasi Utama
NDVIKerapatan vegetasi
EVI2Struktur kanopi; mengurangi gangguan atmosfer
CAIDiskriminasi tanah terbuka dan serasah
NDWIKandungan air daun
GCVIEstimasi klorofil
SAVIVegetasi jarang di atas tanah terbuka
PRIEfisiensi penggunaan cahaya kanopi
HALL_COVEREstimasi tutupan kanopi hutan
IRECIKlorofil berbasis red-edge
NDREKesehatan dan stres vegetasi
MNDWIPemetaan badan air terbuka
NDMIKelembaban lahan
NDBIArea terbangun dan perkotaan
NBRArea terbakar / degradasi hutan
GVSFraksi vegetasi hijau
NDFIDegradasi dan fragmentasi hutan

Konfigurasi Default (Objek CFG)

JavaScript — Default CFG Object
var CFG = {
  startDate:         '2024-01-01',
  endDate:           '2024-12-31',
  cloudMax:          20,
  classProp:         'lc',
  seed:              42,
  scale:             10,
  maxPix:            1e13,
  splitRatio:        0.7,
  // Random Forest
  rf_numTrees:       500,
  rf_minLeaf:        1,
  rf_bagFraction:    0.5,
  // Gradient Tree Boost
  gtb_numTrees:      200,
  gtb_shrinkage:     0.05,
  gtb_samplingRate:  0.7,
  gtb_maxNodes:      5,
  gtb_loss:          'LeastAbsoluteDeviation',
  // Support Vector Machine
  svm_kernel:        'RBF',
  svm_gamma:         0.5,
  svm_cost:          10,
  svm_degree:        3,
  svm_coef:          0.0
};

Palette Tutupan Lahan

Tiga skema palette siap pakai: KLHK Indonesia, MapBiomas Indonesia, dan NLCD Amerika Serikat. Pilih sesuai kebutuhan studi Anda.

🇮🇩 KLHK
🌿 MapBiomas ID
🇺🇸 NLCD
Hutan Lahan Kering Primer
#60E663
ID 1
Hutan Lahan Kering Sekunder
#72FF00
ID 2
Hutan Mangrove Primer
#8EA704
ID 3
Hutan Mangrove Sekunder
#C1A700
ID 4
Hutan Rawa Primer
#60E663
ID 5
Hutan Rawa Sekunder
#72FF00
ID 6
Hutan Tanaman
#D3E598
ID 7
Semak Belukar
#EBC0A7
ID 8
Semak Belukar Rawa
#EBC0A7
ID 9
Pertanian Lahan Kering
#F6FFA7
ID 10
Pertanian Lahan Kering Campur
#EDF500
ID 11
Sawah
#A8D6FF
ID 12
Tambak
#7AF4F4
ID 13
Permukiman Transmigrasi
#728EA7
ID 14
Perkebunan
#E5D298
ID 15
Permukiman
#686868
ID 16
Bandara / Pelabuhan
#D60073
ID 17
Lahan Terbuka
#D60073
ID 18
Pertambangan
#A70400
ID 19
Badan Air
#D4FCF7
ID 20
Rawa
#98E5E5
ID 21
Savana / Padang Rumput
#D5FF02
ID 22
Awan
#D1D1D1
ID 23
Formasi Hutan
#1f8d49
ID 3
Mangrove
#04381d
ID 5
Hutan Rawa Gambut
#2f7360
ID 76
Tumbuhan Non-Hutan Lainnya
#d89f5c
ID 13
Sawah
#c71585
ID 40
Sawit
#9065d0
ID 35
Kebun Kayu
#7a5900
ID 9
Pertanian Lainnya
#ffefc3
ID 21
Lubang Tambang
#9c0027
ID 30
Permukiman
#d4271e
ID 24
Non-Vegetasi Lainnya
#db4d4f
ID 25
Tambak
#091077
ID 31
Sungai, Danau, Laut
#2532e4
ID 33
Open Water
#466b9f
ID 11
Perennial Ice/Snow
#d1def8
ID 12
Developed, Open Space
#dec5c5
ID 21
Developed, Low Intensity
#d99282
ID 22
Developed, Medium Intensity
#eb0000
ID 23
Developed, High Intensity
#ab0000
ID 24
Barren Land
#b3ac9f
ID 31
Deciduous Forest
#68ab5f
ID 41
Evergreen Forest
#1c5f2c
ID 42
Mixed Forest
#b5c58f
ID 43
Dwarf Scrub
#af963c
ID 51
Shrub/Scrub
#ccb879
ID 52
Grassland/Herbaceous
#dfdfc2
ID 71
Pasture/Hay
#dcd939
ID 81
Cultivated Crops
#ab6c28
ID 82
Woody Wetlands
#b8d9eb
ID 90
Emergent Herbaceous Wetlands
#6c9fb8
ID 95

Tips & Troubleshoot

Masalah umum dan solusinya saat menggunakan GEEDEF.

Tips Umum

Uji dengan ROI kecil terlebih dahulu sebelum memproses area besar untuk menghindari timeout komputasi.
Gunakan Cloud Score+ sebagai metode masking utama untuk wilayah tropis seperti Indonesia, di mana cirrus tipis dan aerosol pesisir umum.
Distribusikan sampel secara spasial di seluruh area studi. Hindari mengkonsentrasikan semua sampel di satu lokasi geografis.
Untuk studi mangrove, gunakan Median Dry Season composite untuk memaksimalkan kontras spektral antara kanopi mangrove dan tambak.

Masalah Umum

"Computation timed out"
Kurangi luas ROI; tingkatkan scale ke 20 atau 30 m; persingkat rentang tanggal.
"Not enough pixels in region"
Gunakan skala 10 m atau perbesar area poligon sampel.
OA sangat rendah (< 70%)
Periksa penempatan sampel; hindari zona transisional; tambah sampel; gabungkan kelas yang mirip secara spektral.
Kelas tidak muncul di output
Pastikan semua kelas memiliki poligon yang digambar sebelum mengklik Run Classification.
Error loading ROI dari asset
Verifikasi path aset lengkap; aset harus berupa FeatureCollection; periksa pengaturan sharing/akses.
Layer peta tidak muncul
Buka Layer Manager (kanan atas peta); aktifkan semua layer; zoom out jika ROI kecil.

Mulai Pemetaan Tutupan Lahan

Buka skrip di GEE Code Editor, definisikan ROI, dan jalankan klasifikasi — seluruh analisis berjalan di cloud, tanpa mengunduh data apapun.