MATERI PENGINDERAAN JAUH DASAR
1. PENDAHULUAN
Teknologi penginderaan jauh dan sistem informasi geografis yang terus berkembang dewasa ini sangat memungkinkan dalam membantu menyelesaikan berbagai persoalan yang terjadi disekeliling kita. Indikasi perkembangannya dapat kita lihat dengan semakin banyaknya alat bantu yang dibuat untuk mempermudah penggunanya baik dari jenis citra maupun software (perangkat lunak). Perkembangan teknik penginderaan jauh sangat dimungkinkan untuk menyadap berbagai fenomena di muka bumi dengan cepat, tepat dan akurat. Karena data penginderaan jauh dihasilkan sesuai dengan kondisi yang sebenarnya.
2. PENGERTIAN PENGINDERAAN JAUH
Penginderaan jauh adalah suatu ilmu dan seni untuk memperoleh informasi suatu obyek, daerah atau fenomena melalui analisis data yang diperoleh dengan suatu alat tanpa kontak langsung dengan obyek, daerah dan fenomena yang dikaji (Lillesand Kiefer, 1997). Ketika kita sedang membaca tulisan ini, tanpa sadar kitapun telah melakukan suatu penginderaan jauh. Mata kita sebagai sensor yang menerima cahaya yang dipantulkan dari lembaran kertas ini. Data yang diterima berupa gelap terang dari huruf-huruf yang tertuang pada kertas. Data tersebut kemudian dianalisis oleh otak yang berperan sebagai komputer mental, yang mampu mengklasifikasikan kumpulan huruf-huruf menjadi kata-kata yang mempunyai arti. Dari kata-kata tersebut akhirnya dapat terangkai menjadi kalimat. Dari kalimat tersebut akhirnya dapat tersampaikan pada si pembaca apa yang hendak penulis sampaikan.
Selain pendapat Lillesand Kiefer diatas pengertian penginderaan jauh adalah teknik yang dikembangkan untuk memperoleh dan menganalisis informasi tentang bumi, informasi tersebut khususnya berbentuk radiasi elektromagnetik yang dipantulkan atau dipancarkan dari muka bumi (Lindgren, 1985).
Jadi kiranya dapat ditarik benang merah bahwa penginderaan jauh dapat diartikan sebagai suatu proses membaca. Dengan menggunakan berbagai sensor kita mengumpulkan data dari jarak jauh yang dapat dianalisis untuk mendapatkan informasi tentang obyek, daerah atau fenomena yang dikaji.
Secara garis besar penginderaan jauh dibedakan menjadi penginderaan jauh sistem fotografik dan penginderaan jauh non fotografik. Dikatakan penginderaan fotografi karena menggunakan kamera sebagai sensor, menggunakan film sebagai detektor dan menggunakan gelombang elektromagnetik yang berupa spektrum tampak dengan perluasannya sebagai tenaganya. Hasil dari sistem fotografik ini berupa foto udara dan foto satelit. Sedangkan sistem penginderaan jauh non fotografik menggunakan selain kemera misalnya RBV (Return Bean Vidicon) untuk Satelit Landsat generasi 1 (Landsat 4-5) yang terdiri dari 3 saluran RBV1, RBV2 dan RBV3 dan MSS (Multispektral scanner) yang keduanya mempunyai resolusi 79meter.
Tabel 1.1 Contoh Spesifikasi Landsat TM
| Saluran | Panjang gelombang (mm) | Resolusi spasial | Nama spektrum |
| 1 2 3 4 5 6 7 | 0,45 – 0,52 0,52 – 0,60 0,63 – 0,69 0,76 – 0,90 1,55 – 1,75 10,40 – 12,50 2,08 – 2,35 | 30 30 30 30 30 120 30 | Biru Hijau Merah Inframerah dekat Inframerah tengah 1 Inframerah termal Inframerah tengah 11 |
Sumber, Danudoro, 1996
Dilihat dari tenaga yang digunakan penginderaan jauh dapat dibedakan penginderaan jauh pasif dan penginderaan jauh aktif. Penginderaan jauh pasif artinya penginderaan jauh dengan menggunakan tenaga matahari sebagai sumber utama, misalnya sinar matahari, emisi/pancaran, temperatus benda muka bumi.. Sedangkan penginderaan jauh aktif adalah penginderaan jauh yang menggunakan tenaga buatan, misalnya pulsa pada radar, sinar lampu.
3. SISTEM PENGINDERAAN JAUH
Penginderaan jauh dikatakan sebagai suatu sistem karena dalam penginderaan jauh melibatkan beberapa komponen yang saling berkaitan satu sama lain. Sistem yang dimaksud terdiri dari beberapa komponen yaitu sumber tenaga, atmosfer, obyek, sensor, dan proses. Keterkaitan sistem satu dengan sistem yang lain dapat dilihat pada gambar 3.1
Gambar 1 Sistem Penginderaan jauh
Sumber Sutanto 1986 dengan perubahan
Tenaga merupakan kapasitas untuk melakukan pekerjaan yang berupa kapasitas untuk memindahkan barang, memanasi barang, mengubah keadaan suatu barang (misalnya sinar dapat merubah film kosong menjadi bergambar).
Matahari merupakan sumber tenaga utama untuk penginderaan jauh. Tenaga paling banyak yang digunakan dalam penginderaan jauh adalah tenaga elektromagnetik yaitu: tenaga yang bergerak dengan kecepatan sinar (= 3 x 108 m/detik) dengan pola gelombang sinusoidal yang harmonis (Sabins Jr 1978). Disamping teori gelombang, tenaga elektromagnetik juga mengikuti teori foton/kuantum/partikel, yaitu bahwa gelombang tenaga elektromagnetik terdiri dari bagian-bagian kecil (=foton/kuantum/partikel ) yang mengandung kekuatan tertentu pada tiap bagian (Sabins, Jr, 1978).
Seperti telah kita ketahui sebelumnya tenaga dalam penginderaan jauh berasal dari tenaga alami dan tenaga buatan. Keduanya sama-sama di pancarkan dan dipantulkan oleh benda ke sensor. Disamping tenaga yang bersumber dari matahari, tiap benda dimuka bumi ini juga memancarkan tenaga elektromagnetik. Tiap benda yang suhunya melebihi 0o kelvin atau 0 o absolut memancarkan panas. Nol derajat absolut = -273 o C. karena suhu rerata permukaan bumi sebesar 27 o C, berarti sebesar 300 kelvin. Dengan kata lain maka tiap benda dipermukaan bumi memancarkan tenaga elektromagnetik dalam bentuk suhu radiasi yang dapat direkam oleh sensor. Karena tiap benda memancarkan suhu radiasi yang berbeda-beda berdasarkan hasil rekamannya maka obyek-obyek ini dapat dikenali benda aslinya.
Tenaga yang diterima sensor dapat berupa tenaga pantulan dan tenaga pancaran yang berasal dari obyek dipermukaan bumi, jumlah tenaga yang diterima oleh sensor tersebut tergantung pada jumlah tenaga asal dan tergantung pula pada karakteristik obyeknya. Semakin banyak tenaga yang diterima oleh sensor akan semakin cerah ujud obyeknya pada citra. Karakteristik obyek akan mempengaruhi daya pantul obyek, suhu obyek dan daya pancar obyek.
Atmosfer merupakan media yang harus dilalui oleh tenaga agar sampai kepermukaan benda. Tidak semua tenaga akan sampai permukaan bumi, tenaga akan ditangguhkan di atmosfer yang disebut sebagai jendela atmosfer. Jendela atmosfer adalah bagian spectrum elektromagnetikyang dapat mencapai bumi.
Gambar 2 Interaksi antara tenaga dan atmosfer
Didalam jendela atmosfer ada hambatan atmosfer yaitu hamburan, serapan dan pantulan. Hambatan tersebut diakibatkan oleh butir-butir yang ada di atmosfer berupa debu, uap air dan gas. Hamburan adalah pantulan kesegala arah karena permukaan benda yang kasar dan bentuknya tidak menentu.
Gambar3 Mekanisme interaksi antara tenaga dan benda (Sabins Jr, 1986)
Semua obyek dipermukaan bumi yang tidak terlindung merupakan obyek yang dapat direkam oleh sensor. Obyek tersebut berupa tanah, air, bangunan, vegetasi atau fenomena sepereti banjir, erosi, kecepatan angin, stunami dan sebagainya. Setiap obyek mempunyai karakteristik masing-masing dalam merespon tenaga yang sampai padanya. Perbedaan karakter inilah yang mengakibatkan obyek mudah dikenali.
Perekaman obyek dalam penginderaan jauh dilakukan dengan dua cara, yaitu dengan cara digital dan cara analog. Perekamannya dapat dilakukan secara serentak untuk daerah yang terekam pada satu kerangka/lembar gambar, dapat pula dilakukan bagian demi bagian dengan cara penyiaman (scanning).
Sensor merupakan alat untuk merekam obyek. Tenaga yang sampai sensor dapat berupa pantulan dan hamburan. Masing-masing sensor mempunyai keterbatasan dan kepekaan terhadap bagian spektrum elektromagnetik. Sensor yang digunakan untuk fotografik dan non fotografik berbeda jenisnya. Pemilihan sensor untuk tugas tertentu selalu memperhatikan keunggulan dan keterbatasannya. Misalnya untuk sistem fotografik memiliki resolusi spasial baik, tetapi sistem ini tidak memiliki kepekaan spektral seluas sistem non fotografik. Sensor fotografik hanya peka terhadap spektrum tampak 1,4mm-0,7mm dan perluasannya yaitu spektrum ultraviolet dekat 0,3mm-0,4mm dan spektrum inframerah dekat 0,7mm-0,9mm. Sedangkan sensor non fotografik lebih berfariatif karena dari jenis sensor ini akan mengunakan panjang selombang yang lebih besar seperti inframerah termal.
Kemajuan teknologi dewasa ini telah banyak memberi kemudahan bagi pengguna data penginderaan jauh. Mengingat penginderaan data jauh dapat berupa gambar maupun digital. Sehingga pengolahan data dapat dilakukan dengan menggunakan komputer maupun secara manual sesuai dengan data yang pakai dan hasil akhir yang diinginkan. Peranan manusia di dalam pengolahan data akan membentuk mutu berkelanjutan sebagai hal yang penting pada terapan yang produktif data penginderaan jauh dimasa mendatang.
Keberhasilan data penginderaan jauh terletak pada manusia yang menggunakan data tersebut. Data penginderaan jauh hanya memberikan informasi pada seseorang, selebihnya pada pengguna itulah yang akan mengembangkan menjadi data yang berarti. Pengguna data penginderaan jauh dewasa ini telah berkembang dengan pesat tidak hanya di kalangan akademisi, berbagai bidang penelitian seperti kehutanan, pertanian, kelautan, pemerintahan dan perencanaan wilayah.
Selama 40 tahun terakhir ini pengguna data maupun intensitas penggunaan data semakin meningkat. Ada beberapa alasan mengapa data penginderaan jauh makin banyak diminati penggunanya.
Tidak ada jalan cepat untuk memetakan daerah bencana selain data penginderaan jauh. Seperti halnya banjir, tanah longsong, stunami, kebakaran hutan, angin ribut dan sebagainya.
5. CITRA PENGINDERAAN JAUH
Pengertian citra banyak diungkapkan beberapa pakar diantaranya sebagai berikut:
Hasil proses perekaman dari penginderaan jauh menghasilkan data berupa data digital dan data analog.
1. Data digital
Data digital adalah data hasil perekaman penginderaan jauh dalam bentuk angka. Data tersebut mencerminkan nilai spektral obyek yang direkam oleh sensor, baik yang bersumber dari tenaga pantulan maupun tenaga pancaran dari benda. Karena nilai spektral tersebut direkam dalam bentuk angka , maka disebut nilai digital. Nilai tersebut direkam dalam sel-sel kecil berukuran sama yang mencerminkan resolusi spasial dan disebut pixel (picture element). Nilai spektral dapat disebut juga nilai pixel.
Ada 7 keunggulan data digital, yaitu:
Keterbatasan data digital adalah berkurangnya kejelasan atau kerincian ciri spasial yang antara lain meliputi bentuk, tekstur dan pola.
2. Data Analog
Data analog adalah data penginderaan jauh yang direkam dalam bentuk gambar. Data visual ini dibedakan atas data visual satu dimensi (garis/grafik) dan data visual dua dimensional (= citra penginderaan jauh, selanjutnya disebut citra). Citra lebih lanjut dapat dibedakan citra foto dan citra non foto. Citra foto dibuat dengan kamera, perekamannya secara serentak untuk satu lembar foto, dan menggunakan tenaga pada spektrum tampak. Sedangkan citra non foto dibuat sensor lain selain kamera (sensor yang mendasarkan atas penyiaman). Perekamannya bagian demi bagian dan dapat mengunakan bagian manapun dari seluruh jendela atmosfer, bahkan dapat menggunakan pita serapan di dalam penginderaan jauh cuaca.
Untuk lebih jelasnya akan dibahas satu demi satu dari citra penginderaan jauh berdasarkan pendekatan-pendekatan tertentu.
a. Citra Foto
Citra foto dapat dirinci atas berbagai dasar yaitu:
- berdasarkan wahana (platfrom) :
(3) foto satelit/orbital adalah foto yang dibuat dari antariksa dengan menggunakan satelit atau pesawat ulang alik sebagai wahana.
- berdasarkan arah sumbu kamera. Keterangan gambar 4.1
(1) foto tegak/ vertikal (a) : arah sumbu kamera tegak lurus terhadap bidang rujukan
(2) foto agak condong : arah sumbu kamera menydut terhadap garis normal, dengan kecondongan 10o atau lebih.
Dirinci lebih lanjut lagi:
+ liputan lebih luas dari pada liputan foto tegak
- Ketelitian metrik lebih rendah dari pada foto tegak (gambar 4 berikut)
Gambar 4 Jenis foto berdasarkan arah sumbu kamera (Smith, 1943)
+ liputan lebih luas dari pada foto agak condong
Catatan
Foto condong sangat langka di Indonesia, kita hampir selalu menggunakan foto tegak.
- berdasarkan jendela atmosfer :
(1) foto ultraviolet, yaitu foto dibuat dengan menggunakan spektrum ultraviolet. Spektrum ultraviolet yang bisa digunakan adalah ultraviolet dekat hingga panjang gelombang 0,29mm.
(2) foto pankromatik yaitu foto yang dibuat dengan menggunakan seluruh spektrum tampak
(3) foto inframerah
foto inframerah dapat dibedakan dua yaitu inframerah hitam putih dan fotoinfra merah berwarna.
(4) foto multispektral : foto jamak yang menggambarkan suatu daerah dengan menggunakan panjang gelombang yang berbeda. Umumnya digunakan 4 pita, yakni biru, hijau, merah dan inframerah dekat.
- berdasarkan ukurannya :
- berdasarkan warna yang digunakan
- Foto berwarna semu (false color): foto yang menampilkan bukan warna aslinya. Foto ini dapat terjadi karena kesenganjaan pemakaian sensor yang digunakan. Misalnya foto inframerah berwarna, karena sensornya menggunakan panjang gelombang pada saluran inframerah maka vegetasi cenderung berwarna merah . Contohnya foto inframerah berwarna
- Foto berwarna asli (true color:) foto yang menampilkan warna sebenarnya sesuai dengan aslinya. Misalnya jika genteng berwarna hijau maka yang terekam juga warna hijau. Foto jenis ini dibuat dengan memakai saluran tampak. Contohnya foto pankromatik
- berdasarkan jenis kamera yang digunakan
Foto tunggal : yaitu foto yang buat dengan kamera tunggal dengan lensa tunggal pula. Satu daerah liputan hanya tergambar oleh satu lembar foto.
Foto Jamak : yaitu foto-foto yang terdiri lebih dari satu dibuat pada saat yang sama dan menggambarkan daerah liputan yang sama.
b. Citra Non Foto
- berdasarkan spectrum elektromagnetik
- Berdasarkan Ruang Perekamannya
a. Sistem Perekaman Dari Udara (Airbone System)
b. Sistem Perekaman dari antariksa (spacebone system)
contoh citra spacebone system
- Citra satelit sumberdaya bumi
Citra satelit Landsat dan SPOT yang merupakan satelit sumberdaya bumi dan telah digunakan secara luas.
Keunggulan dan keterbatasan citra landsat
+ data direkam secara digital
+ perekamannya secara multispektral dengan 7 saluran
+ resolusi temporal tinggi yakni 16 hari sekali
+ liputan luas
+ ketersediaan mudah dengan harga relatif murah
- Citra Satelit Cuaca (Satca)
Citra NOAA (National Oceanic and Atmospherie Administration) dan Satca sejenis meteosat merupakan dua satelit penginderaan jauh yang telah mencapai tahap operasional, artinya data telah digunakan secara rutin dan sistemnya telah disepakati untuk jangka panjang.
Satca NOAA merupakan satelit dengan orbit poler, artinya arah orbit uatara selatan melalui daerah kutub atau dekat kutub.
Sifat orbitnya singkron matahari sehingga tiap tempat dipermukaan bumi direkan pada jam matahari yang sama, yaitu jam 07.30 dan 19.30 oleh satu satelit NOAA dan jam 13.30 serta jam 01.30 oleh satelit NOAA lainnya. Tinggi orbit NOAA 900-1.450km dari muka bumi. Luas liputannya 2400km x 400km. Tiap hari ada dua satelit cuaca NOAA yang mengorbir dan dua lagi standby. Instrumen pada satca NOAA merupakan paket yang disebut TIROS Operational vertical sounder (TOVS).
6. UNSUR INTERPRETASI CITRA
1. Rona atau warna
Rona atau warna merupakan tingkat kecerahan obyek pada citra, dimulai gelap sekali hingga sangat cerah. Pada foto udara pankromatik tingkat kecerahan rona mirip dengan kenampakannya jika dilihat dengan mata. Contohnya tanaman padi yang siap panen akan lebih cerah ronanya dibanding dengan tanaman padi yang sedang menghijau, air keruh ronanya lebih cerah dibanding dengan air jernih yang sama-sama tenang.
Ukuran merupakan pengenalan obyek yang berupa jarak, volume, keterangan dan ketinggian. Dalam foto udara hal tersebut merupakan skala, sehingga bagi pengamat foto udara yang berbeda secara relatif memberikan kesan yang berlian-lain. oleh karena itu dalam menggunakan ukuran obyak sebagai unsur pengenal dalam interpretasi foto udara perlu memperhatikan sakalanya.
Diatas foto udara, bentuk merupakan konfigurasi obyek apabila dilihat dari atas. Apabila obyek terletak di daerah dekat sekitar titik tengah foto maka obyek tersebut akan nampak dalam bentuk dua dimensi, sedangkan apabila terletak jauh dari titik tengah maka akan nampak bagian sisi lainnya. Berbagai obyek sering kali dengan mudah dikenali melalui bentuknya.
Pola adalah susunan keruangan dari unsur-unsur gambar secara makro [ada foto udara. Pola dapat berupa pola buatan manusia, seperti lahan sawah, tegal, perkebunan dan sebagainya, dapat juga pola alamiah, seperti sungai, pola tumbuhan daerah rawa dan sebagainya.
Adalah frekuensi susunan dan perubahan rona dari sekelompok obyek yang tidak dibedakan secara individu karena sangat kecil ukurannya, tekstur dideskripsikan secara kualitatif sebagai kasar sedang dan halus.
Bayangan merupakan unsur pengenal dalam interpretasi foto udara, banyak obyek yang sukar dikenali menurut wujud sebenarnya tetapi dengan melihat bayangan terkadang akan lebih mudah diamati. Namun bayangan juga terkadang menganggu obyek lain dibelakang obyek karena tertutup oleh bayangan tersebut. Keuntungan lain dengan adanya bayangan penginterpretasi akan lebih mudah menentukan orientasi arah.
Situs adalah lokasi obyek dalam hubungannya dengan obyek lain, dapat sangat membantu pengenalan obyek suatu obyek. Misalnya ada jenis-jenis tanaman yang hanya tumbuh pada ketinggian tertentu misalnya kopi. Atau dari bentuk sungai kita bisa mengenali letak daerah tersebut, misalnya rektangular berarti daerah tersebut berada di daerah karst.
Keterkaitan antara obyek satu dengan obyek yang lainnya. Misalnya area parkir menunjukan lokasi perkantoran atau pertokoan di daerah yang sedang diamati.
DAFTAR PUSTAKA
Danoedoro, P. 1996. Pengolahan Citra Digital Teori dan Aplikasinya dalam bidang Penginderaan Jauh. Fakultas Geografi Universitas Gadjah Mada. Yogyakarta
Lillesand. T.M and Kieffer. R.W. 1994. Remote Sensing and Image Interpretation. Third edition. John Wiley & Sons: New York
Lillesand. T.M and Kieffer. R.W. 1997. Penginderaan Jauh dan Interpretasi Citra. Terjemahan Gama Press Universitas Gadjah Mada Yogyakarta
Lindgren,DT. 1985 Land Use Planning and Remote Sensing Martinus Nijhoff Publishing, doldrecht
Paine, D, 1993. Fotografi Udara dan Penafsiran Citra Untuk Pengelolaan Sumber Daya, Gajahmada University Press, Yogyakarta
Sabins, F.F Jr, 1978, Remote Sensing Principles and Interpretation, W.H Freeman and Co, San Fransisco
Sutanto.1986. Penginderaan Jauh I. Cetakan ke dua.Yogyakarta : Gama Press Universitas Gadjah Mada.
Sutanto.1994. Penginderaan Jauh II. Cetakan ke dua.Yogyakarta : Gama Press Universitas Gadjah Mada.
0 komentar:
Posting Komentar