LITERATUR PENGINDERAAN JARAK JAUH
Penginderaan jauh (atau disingkat inderaja) adalah pengukuran atau akuisisi data dari sebuah objek atau fenomena oleh sebuah alat yang tidak secara fisik melakukan kontak dengan objek tersebut atau pengukuran atau akuisisi data dari sebuah objek atau fenomena oleh sebuah alat dari jarak jauh, (misalnya dari pesawat, pesawat luar angkasa, satelit, kapal atau alat lain. Contoh dari penginderaan jauh antara lain satelit observasi bumi, satelit cuaca, memonitor janin dengan ultrasonik dan wahana luar angkasa yang memantau planet dari orbit. Di masa modern, istilah penginderaan jauh mengacu kepada teknik yang melibatkan instrumen di pesawat atau pesawat luar angkasa dan dibedakan dengan penginderaan lainnya seperti penginderaan medis atau fotogrametri. Walaupun semua hal yang berhubungan denganastronomi sebenarnya adalah penerapan dari penginderaan jauh (faktanya merupakan penginderaan jauh yang intensif), istilah "penginderaan jauh" umumnya lebih kepada yang berhubungan dengan teresterial dan pengamatan cuaca.
Dan dapat disimpulkan bahwa penginderaan jauh adalah suatu ilmu, seni, dan teknik dalam usaha untuk mengetahui benda, gejala, dan area dari jarak jauh dengan menggunakan alat pengindera berupa sensor buatan. Sensor buatan yang digunakan dalam penginderaan jauh dapat berupa kamera, sonar, radiometer, atau magnetometer yang dipasang pada wahana pesawat terbang, satelit, pesawat ulang alik, dan sebagainya.
Adapun pengertian pengindraan jauh menurut beberapa ahli, yaitu sebagai berikut :
Penginderaan jauh (remote sensing), yaitu penggunaan sensor radiasi elektromagnetik untuk merekam gambar lingkungan bumi yang dapat diinterpretasikan sehingga menghasilkan informasi yang berguna (Curran, 1985).
Penginderaan jauh (remote sensing), yaitu suatu pengukuran atau perolehan data pada objek di permukaan bumi dari satelit atau instrumen lain di atas jauh dari objek yang diindera (Colwell, 1984). Foto udara, citra satelit, dan citra radar adalah beberapa bentuk penginderaan jauh.
Penginderaan jauh (remote sensing), yaitu ilmu untuk mendapatkan informasi mengenai permukaan bumi seperti lahan dan air dari citra yang diperoleh dari jarak jauh (Campbell, 1987). Hal ini biasanya berhubungan dengan pengukuran pantulan atau pancaran gelombang elektromagnetik dari suatu objek.
B. Hasil-hasil Penginderaan Jauh
Telah diketahui bahwa objek-objek yang ada di muka bumi dapat direkam oleh sensor. Karena kamera atau sensor letaknya jauh dari objek yang diindera, maka diperlukan tenaga yang dapat dipancarkan/dipantulkan oleh objek atau benda tersebut.
Komponen penting dalam penginderaan jauh antara lain :
Dalam penginderaan jauh digunakan tenaga yang bersifat alamiah yaitu sinar matahari, sinar bulan, maupun sinar buatan jika waktu pemotretan dilakukan malam hari. Yang umum digunakan adalah sinar matahari. Sinar matahari dalam mencapai permukaan bumi sangat dipengaruhi oleh waktu, letak, dan kondisi cuaca setempat.
Penginderaan yang menggunakan tenaga sinar matahari disebut sistem pasif. Sedangkan kalau menggunakan tenaga buatan disebut sistem aktif.
Objek adalah segala sesuatu yang menjadi sasaran dalam penginderaan jauh, antara lain meliputi atmosfer, biosfer, hidrosfer, dan litosfer.
Sensor adalah suatu benda yang digunakan untuk merekam objek-objek di alam. Tiap sensor mempunyai kepekaan yang berbeda-beda pada bagian spektrum elektromagnetik. Selain itu, kepekaan sensor juga berbeda-beda dalam merekam objek terkecil yang masih dapat dikenali dan dibedakan terhadap objek lain yang ada di sekitarnya. Kemampuan sensor menyajikan gambar objek lain yang terkecil disebut kualitas sensor. Sensor berdasarkan proses perekamannya, dibedakan menjadi dua macam.
a) Sensor Fotografik adalah sensor yang berupa kamera yang bekerja pada spektrum tampak mata dan menghasilkan foto atau citra.
b) Sensor Elektromagnetik adalah sensor bertenaga elektrik dalam bentuk sinyal elektrik yang beroperasi pada spektrum yang lebih luas, yaitu dari sinar X sampai gelombang radio dan menghasilkan foto atau citra.
Tenaga terkait dengan jenis sensor yang digunakan di dalam penginderaan jauh antara lain berupa.
Tenaga bunyi : jenis sensor sonar
Tenaga elektromagnetik : jenis sensor kamera, termometer,
Tenaga gravitasi : jenis sensor gravitometer
Tenaga magnetik : jenis sensor magnetometer
Tenaga seismik : jenis sensor seismograf/seismometer
Citra adalah gambar objek yang tampak pada cermin melalui lensa kamera atau tampak langsung pada hasil cetakan. Benda yang tergambar pada citra dapat dekenali berdasarkan ciri yang terekam oleh sensor. Tiga ciri yang terekam oleh sensor adalah ciri spasial, ciri temporal, dan ciri spektural.
C. Pemanfaatan Penginderaan Jauh
Bidang kehutanan berkenaan dengan pengelolaan hutan untuk kayu termasuk perencanaan pengambilan hasil kayu, pemantauan penebangan dan penghutanan kembali, pengelolaan dan pencacahan margasatwa, inventarisasi dan pemantauan sumber daya hutan, rekreasi, dan pengawasan kebakaran. Kondisi fisik hutan sangat rentan terhadap bahaya kebakaran maka penggunaan citra inframerah akan sangat membantu dalam penyediaan data dan informasi dalam rangka monitoring perubahan temperatur secara kontinu dengan aspek geografis yang cukup memadai sehingga implementasi di lapangan dapat dilakukan dengan sangat mudah dan cepat.
Ø Bidang Penggunaan Lahan
Inventarisasi penggunaan lahan penting dilakukan untuk mengetahui apakah pemetaan lahan yang dilakukan oleh aktivitas manusia sesuai dengan potensi ataupun daya dukungnya. Penggunaan lahan yang sesuai memperoleh hasil yang baik, tetapi lambat laun hasil yang diperoleh akan menurun sejalan dengan menurunnya potensi dan daya dukunglahan tersebut. Integrasi teknologi penginderaan jauh merupakan salah satu bentuk yang potensial dalam penyusunan arahan fungsi penggunaan lahan. Dasar penggunaan lahan dapat dikembangkan untuk berbagai kepentingan penelitian, perencanaan, dan pengembangan wilayah. Contohnya penggunaan lahan untuk usaha pertanian atau budidaya permukiman.
Peta citra merupakan citra yang telah bereferensi geografis sehingga dapat dianggap peta. Informasi spasial yang disajikan dalam peta citra merupakan data raster yang bersumber dari hasil perekaman citra satelit sumber alam secara kontinu. Peta citra memberikan semua informasi yang terekam pada bumi tanpa adanya generalisasi. Peranan peta citra (space map) dimasa mendatang akan menjadi penting sebagai upaya untuk mempercepat ketersediaan dan penentuan kebutuhan peta dasar yang memang belum dapat meliput seluruh wilayah nasional pada skala global dengan informasi terbaru (up to date). Peta citra mempunyai keunggulan informasi terhadap peta biasa. Hal ini disebabkan karena citra merupakan gambaran nyata di permukaan bumi, sedangkan peta biasa dibuat berdasarkan generalisasi dan seleksi bentang alam ataupun buatan manusia. Contohnya peta dasar dan peta tanah.
Ø Bidang Meteorologi (Meteosat, Tiros, Dan Noaa)
Manfaat penginderaan jauh di bidang meteorologi adalah sebagai berikut :
a. Mengamati iklim suatu daerah melalui pengamatan tingkat perawanan dan kandungan air dalam udara.
b. Membantu analisis cuaca dan peramalan/prediksi dengan cara menentukan daerah tekanan tinggi dan tekanan rendah serta daerah hujan badai dan siklon.
c. Mengamati sistem/pola angin permukaan.
d. Melakukan pemodelan meteorologi dan set data klimatologi.
Ø Bidang Oseanografi (Seasat)
Manfaat penginderaan jauh di bidang oseanografi (kelautan) adalah sebagai berikut :
a. Mengamati sifat fisis laut, seperti suhu permukaan, arus permukaan, dan salinitas sinar tampak (0-200 m).
b. Mengamati pasang surut dan gelombang laut (tinggi, arah, dan frekwensi).
c. Mencari lokasi upwelling, singking dan distribusi suhu permukaan.
d. Melakukan studi perubahan pantai, erosi, dan sedimentasi (LANDSAT dan SPOT).
Ø Bidang Hidrologi (Landsat/Ers, Spot)
Manfaat penginderaan jauh di bidang hidrologi adalah sebagai berikut :
a. Pemantauan daerah aliran sungai dan konservasi sungai.
b. Pemetaan sungai dan studi sedimentasi sungai.
c. Pemantauan luas daerah intensitas banjir.
Ø Bidang Geofisika Bumi Padat, Geologi, Geodesi, Dan Lingkungan (Landsat, Geosat)
Manfaat penginderaan jauh di bidang geofisika, geologi, dan geodesi adalah sebagai berikut :
a. Melakukan pemetaan permukaan, di samping pemotretan dengan pesawat terbang dan menggunakan aplikasi GIS.
b. Menentukan struktur geologi dan macam batuan.
c. Melakukan pemantauan daerah bencana (kebakaran), pemantauan aktivitas gunung berapi, dan pemantauan persebaran debu vulkanik.
d. Melakukan pemantauan distribusi sumber daya alam, seperti hutan (lokasi, macam, kepadatan, dan perusakan), bahan tambang (uranium, emas, minyak bumi, dan batu bara).
e. Melakukan pemantauan pencemaran laut dan lapisan minyak di laut.
f. Melakukan pemantauan pencemaran udara dan pencemaran laut. (Dra. Sri Hartati Soenarmo MSP, 1993)
D. Keunggulan dan Keterbatasan Citra Penginderaan Jauh
Diukur dari jumlah penggunaan dan frekuensinya, akhir-akhir ini penggunan citra penginderaan jauh semakin meningkat. Ada beberapa alasan yang melandasi peningkatan penggunaan citra penginderaan jauh.
1. Citra menggambarkan objek atau daerah secara lengkap dengan wujud dan letak yang mirip wjud dan letak sebenarnya di muka bumi. Sebagai akibatnya, maka citra merupakan alat yang baik sekali bagi pembuatan peta, baik sebagai sumber data maupun sebagai kerangka letak.
2. Citra menjadi satu-satunya sumber untuk menetapkan daerah bencana seperti daerah yang sedang dilanda banjir dan gempa bumi secara cepat.
3. Citra dapat dibuat pada periode ulang yang pendek, yaitu tiap 16 hari bagi citra Landsat IV, tiap 6 jam bagi citra satelit cuaca NOAA, dan tiap setengah jam bagi citra satelit GMS. Oleh sebab itu, citra merupakan alat yang baik sekali untuk membantu perubahan cepat, seperti pengurangan luas hutan, pemekaran kota, penaksiran luas tanaman pertanian, aktivitas vulkanik suatu gunung berapi yang menunjukkan tanda-tanda akan meletus dan lain-lain.
Ada dua keterbatasan utama dari citra penginderaan jauh, yaitu sebagai berikut :
1. Tidak semua data dapat diinterpretasi. Data yang diperoleh, terbatas pada data objek atau gejala yang tampak langsung pada citra. Kelompok objek atau gejala ini meliputi jenis tanah, jenis batuan, air tanah, kualitas perumahan, dan pencemaran air. Objek atau gejala yang tidak mungkin disadap datanya dari citra antara lain migrasi, susunan penduduk, dan produksi padi per hektar.
2. Ketelitian hasil interpretasi citra sangat tergantung pada kejelasan wujud objek atau gejala pada citra.
E. Membedakan Citra-citra Satelit
Citra satelit atau citra nonfoto adalah citra yang cara pemotretannya dari luar angkasa melalui satelit. Citra nonfoto dapat dibedakan berdasarkan spektrum elektromagnetik, sensor, dan wahana yag digunakan.
1. Spektrum Elektromagnetik
Berdasarkan penggunaan spektrum elktromagnetik, citra nonfoto dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu citra inframerah termal dan citra radar.
Citra inframerah termal ialah citra yang dibuat dengan spektrum inframerah termal. Penginderaannya didasarkan atas beda suhu objek dan daya pancarnya yang tercermin dengan rona atau warna yang berbeda.
Citra radar ialah citra yang disebut dengan spektrum glombang mikro. Citra radar menggunakan sistem aktif atau tenaga buatan. Disamping itu juga ada citra glombang mikro yang menggunakan sistem pasir atau tenaga alamiah.
Berdasakan sensor yang digunakan, citra nonfoto dibedakan menjadi dua, yaitu citra tunggal dan citra multispektral. Citra tunggal adalah citra yang dibuat dengan sensor tunggal. Citra multispektral adalah citra yang dibuat dengan saluran sensor jamak. Pada Landsat, citra multispektral sering dibedakan menjadi dua, yaitu citra Return Bean Vidicon (RBV) yang dibuat dengan kamera Return Bean dan citra Multi Spektral Scanner (MSS) dan dibuat dengan sensor MSS.
Berdasarkan wahana yang digunakan, citra nonfoto dibedakan menjadi dua, yaitu citra dirgantara dan citra satelit. Citra dirgantara adalah citra yang dibuat dengan wahana yang berbeda di udara, misalnya citra inframerah termal, radar, dan MSS. Citra satelit adalah citra yang dibuat dari angkasa luar.
Citra satelit dapat dibedakan menjadi empat, yaitu :
a. Citra satelit untuk penginderaan planet. Misalnya citra satelit Ranger dan Viking (AS) serta citra satelit Runa dan Venera (Rusia).
b. Citra satelit untuk penginderaan cuaca. Misalnya citra NOAA (AS) dan citra satelit Meteor (Rusia).
c. Citra satelit untuk penginderaan sumber daya bumi. Misalnya citra Landsat (AS), citra Soyuz (Rusia), dan citra SPOT (Prancis).
d. Citra satelit untuk menginderakan laut. Misalnya citra Sesaat (AS) dan citra MOS (Jepang).
F. Pola dan Ciri Kenampakan Alam Dari Hasil Pemetaan
Pola dan Ciri Kenampakan Alam dari Hasil Pemetaan
Menafsirkan (menginterpretasi) peta adalah tindak lanjut dari membaca peta. Membaca dan menafsir merupakan suatu kesatuan yang bulat. Artinya, dalam membaca peta sudah sekaligus menafsir peta.
Interpretasi peta terdiri atas dua bagian, yaitu : interpretasi fisis dan interpretasi manusia.
Apabila dalam peta tergambar puncak-puncak pegunungan yang saling berdekatan dengan ketinggian yang seragam, maka dapat diperkirakan daerah tersebut bekas dasar lautan yang terangkat ke atas dan kemudian mengalami erosi lanjut.
Pola aliran sungai yang banyak belokannya menunjukkan bahwa daerahnya datar, gradien kecil, dan banyak terjadi erosi ke samping (lateral).
Pola aliran sungai yang lurus menunjukkan daerah tersebut daerah yang tinggi dan miring. Daerah semacam itu mempunyai gradien sungai yang cukup besar, banyak jeram, dan lembah sungai berbentuk V.
Pola distribusi penduduk dapat memberikan petunjuk tentang keadaan relief suatu daerah, keadaan transportasi, dan tata air suatu tempat, dengan penjelasan sebagai berikut :
1. Pola sebaran scattered atau tersebar merata menunjukkan relief daerah tersebut datar, tanah subur, dan transportasi mudah.
2. Pola sebaran dot atau sporadis menunjukkan bahwa daerah itu merupakan daerah yang sulit, tidak ada air bersih, transportasi belum ada, daerah kapur, dan relief kasar.
3. Daerah yang tergambar dengan pemutusan-pemutusan penduduk selalu dapat ditafsirkan bahwa daerah tersebut memiliki persediaan air cukup, relief tidak menyulitkan, transportasi mudah dan tanahnya subur.
G. Identifikasi Bentang Alam dan Bentang Budaya Melalui Citra Penginderaan Jauh
Beberapa Bentang Alam Hasil Penginderaan Jauh :
Pada foto udara hitam putih, warna permukaan air seragam. Air yang jernih berwarna gelap dan air yang keruh berwarna merah. Pada foto udara infra merah, warna pancaran terlihat gelap.
Arah sungai dikenal dengan : a.) Lebar sungai, yaitu makin lebar ke arah muara, b.) Tempat-tempat pertemuan yang umumnya menyusut, lancip ke arah aliran sungai, c.) Perpindahan meander, di samping perpindahan ke bawah aliran sungai, d.) Beda tinggi, yaitu makin rendah ke muara, e.) Bentuk gosong sungai (river bar) yang runcing dan melebar ke arah aliran.
Permukaan rata dan letaknya lebih rendah dari sekitarnya. Kalau terjadi ketiraratan biasanya disebabkan oleh adanya danau tapak kudam point bar, bekas saluran, dan sebagainya.
Tampak sungainya, meskipun kadang-kadang jauh (bagian terlebar dari dataran banjir di sungai Missisippi mencapai 125 mil dari sungainya.
Rona seragam atau tidak seragam.
Pada umumnya digunakan untuk tanaman pertanian.
Tidak memiliki rona yang hitam karena daya pantul sangat rendah.
Tinggi pohon seragam, yakni antara 7 - 13 meter.
Tumbuh pada pantai yang becek atau tepi sungai hingga batas air payau.
Memiliki tinggi pohon yang berbeda-beda hingga 50 meter sehingga rona dan teksturnya tidak seragam.
Ke arah laut dibatasi oleh hutan bakau dan ke arah pedalaman dibatasi oleh hutan rimba.
Tampak air atau perairan di dekatnya.
Beberapa Bentang Budaya Hasil Penginderaan Jauh :
Rumah, dapat dikenal melalui bentuk, ukuran, dan bayangannya. Rumah tinggal umumnya berukuran kecil; gedung sekolah umumnya berukuran relatif lebih besar dari rumah tinggal; stasiun dapat dikenal dengan ukuran yang relatif besar, letaknya tersendiri, terdapat tangki air, gerbong kereta api, dan sebagainya. Pabrik dapat dikenal dari ukurannya yang besar dan panjang, terdapat tangki air, cerobong asap, rel kereta api, dan sebagainya.
Jalan dikenal dari rona dan teksturnya yang sangat kontras dengan lingkungan sekitarnya. Bentuknya memanjang dan lebarnya seragam. Jalan aspal bentuknya relatif lebih lurus dan lebarnya lebih seragam. Jalan kereta api dikenal dengan adanya pembatas kereta api dan pertemuan yang tajam dengan jalan biasa.
Persawahan, ditandai dengan kenampakan pematang-pematang yang memanjang dengan jalur-jalur tanaman. Bentuk sawah teratur pada tanah yang datar dan tak teratur pada daerah yang miring.
Daerah padang rumput, ditandai dengan rona kelabu putih sampai kelabu sedang dan teksturnya halus.
Penginderaan jauh didefinisikan sebagai suatu metoda untuk mengenal dan menentukan obyek dipermukaan bumi tanpa melalui kontak langsung dengan obyek tersebut. Banyak pakar memberi batasan, penginderaan jauh hanya mencakup pemanfaatan gelombang elektromaknetik saja, sedangkan penginderaan yang memanfaatkan sifat fisik bumi seperti kemaknitan, gaya berat dan seismik tidak termasuk dalam klasifikasi ini. Namun sebagian pakar memasukkan pengukuran sifat fisik bumi ke dalam lingkup penginderaan jauh.
Empat komponen dasar dari sistem PJ adalah target, sumber energi, alur transmisi, dan sensor. Komponen dalam sistem ini berkerja bersama untuk mengukur dan mencatat informasi mengenai target tanpa menyentuh obyek tersebut. Sumber energi yang menyinari atau memancarkan energi elektromagnetik pada target mutlak diperlukan. Energi berinteraksi dengan target dan sekaligus berfungsi sebagai media untuk meneruskan informasi dari target kepada sensor. Sensor adalah sebuah alat yang mengumpulkan dan mencatat radiasi elektromagnetik. Setelah dicatat, data akan dikirimkan ke stasiun penerima dan diproses menjadi format yang siap pakai, diantaranya berupa citra. Citra ini kemudian diinterpretasi untuk menyarikan informasi mengenai target. Proses interpretasi biasanya berupa gabungan antara visual dan automatic dengan bantuan computer dan perangkat lunak pengolah citra.
Gambar 1.1 : Proses penginderaan jauh
Sumber:(http://4.bp.blogspot.com/INDRAJA.jpg)
Teknologi Penginderaan Jauh
Sebuah platform PJ dirancang sesuai dengan beberapa tujuan khusus. Tipe sensor dan kemampuannya, platform, penerima data, pengiriman dan pemrosesan harus dipilih dan dirancang sesuai dengan tujuan tersebut dan beberapa faktor lain seperti biaya, waktu dsb.
Rancangan dan penempatan sebuah sensor terutama ditentukan oleh karakteristik khusus dari target yang ingin dipelajari dan informasi yang diinginkan dari target tersebut. Setiap aplikasi penginderaan jauh mempunyai kebutuhan khusus mengenai luas cakupan area, frekuensi pengukuran dan tipe energy akan dideteksi. Oleh karena itu, sebuah sensor harus mampu memberikan resolusi spasial, spectral dan temporal yang sesuai dengan kebutuhan aplikasi.
Menunjukan level dari detail yang ditangkap oleh sensor. Semakin detail sebuah studi semakin tinggi resolusi spasial yang diperlukan. Sebagai ilustrasi, pemetaan penggunaan lahan memerlukan resolusi spasial lebih tinggi daripada pengamatan cuaca berskala besar.
Menunjukan lebar kisaran dari masing-masing band spectral yang diukur oleh sensor. Untuk mendeteksi kerusakan tanaman dibutuhkan sensor dengan kisaran band yang sempit pada bagian merah.
Menunjukan interval waktu antar pengukuran. Untuk memonitor perkembangan badai, diperlukan pengukuran setiap beberapa menit. Produksi tanaman membutuhkan pengukuran setiap musim, sedangkan pemetaan geologi hanya membutuhkan sekali pengukuran.
sensor diletakkan di atas permukaan bumi dan tidak berpindah-pindah. Sensornya biasanya sudah baku seperti pengukur suhu, angin, pH air, intensitas gempa dll. Biasanya sensor ini diletakkan di atas bangunan tinggi seperti menara.
biasanya diletakkan pada sayap pesawat terbang, meskipun platform airborne lain seperti balon udara, helikopter dan roket juga bisa digunakan. Digunakan untuk mengumpulkan citra yang sangat detail dari permukaan bumi dan hanya ditargetkan ke lokasi tertentu. Dimulai sejak awal 1900-an.
sejak awal 1960 an sensor mulai diletakkan pada satelit yang diposisikan pada orbit bumi dan teknologinya berkembang pesat sampai sekarang. Banyak studi yang dulunya tidak mungkin menjadi mungkin.
Komunikasi dan pengumpulan data
Pengiriman data yang dikumpulkan dari sebuah sistem RS kepada pemakai kadang-kadang harus dilakukan dengan sangat cepat. Oleh karena itu, pengiriman, penerimaan, pemrosesan dan penyebaran data dari sebuah sensor satelit harus dirancang dengan teliti untuk memenuhi kebutuhan pemakai.
Pada ground-based platforms, pengiriman menggunakan sistem komunikasi ground-based seperti radio, transmisi microwave atau computer network. Bisa juga data disimpan pada platform untuk kemudian diambil secara manual. Pada aerial Platforms, data biasanya disimpan on board dan diambil setelah pesawat mendarat. Dalam hal satellite Platforms, data dikirim ke bumi yaitu kepada sebuah stasiun penerima. Berbagai cara transmisi yang dilakukan:
Langsung kepada stasiun penerima yang ada dalam jangkauan,
Disimpan on board dan dikirimkan pada saat stasiun penerima ada dalam jangkauan,
Terus menerus, yaitu pengiriman ke stasiun penerima melalui komunikasi satelit berantai pada orbit bumi, atau
Kombinasi dari cara-cara tersebut. Data diterima oleh stasiun penerima dalam bentuk format digital mentah. Kemudian data tersebut akan diproses untuk pengkoreksian sistematik, geometrik dan atmosferik dan dikonversi menjadi format standard. Data kemudian disimpan dalam tape, disk atau CD. Data biasanya disimpan di stasiun penerima dan pemproses, sedangkan perpustakaan lengkap dari data biasanya dikelola oleh pemerintah ataupun perusahaan komersial yang berkepentingan.
Gambar 3.1 : Radiasi Elektromagnetik
Sumber: (http://3.bp.blogspot.com/elektromagnetik-inderaja.jpg)
Energi elektromagnetik adalah sebuah komponen utama dari kebanyakan system penginderaan jauh untuk lingkungan hidup, yaitu sebagai medium untuk pengirim informasi dari target kepada sensor. Energy elektromagnetik merambah dalam gelombang dengan beberapa karakter yang bisa diukur, yaitu: panjang gelombang/wavelength, frekuensi, amplitudo, kecepatan. Amplitudo adalah tinggi gelombang, sedangkan panjang gelombang adalah jarak antara dua puncak.
Frekuensi adalah jumlah gelombang yang melalui suatu titik dalam satu satuan waktu. Frekuensi tergantung dari kecepatan merambahnya gelombang. Karena kecepatan energy elektromagnetik adalah konstan (kecepatan cahaya), panjang gelombang dan frekuensi berbanding terbalik. Semakin panjang suatu gelombang, semakin rendah frekuensinya, dan semakin pendek suatu gelombang semakin tinggi frekuensinya.
Energy elektromagnetik dipancarkan atau dilepaskan oleh semua masa di alam semesta pada level yang berbeda-beda. Semakin tinggi level energy dalam suatu sumber energy, semakin rendah panjang gelombang dari energy yang dihasilkan, dan semakin tinggi frekuensinya. Perbedaan karakteristik energy gelombang di gunakan untuk mengelompokan energy elektromagnetik.
Susunan semua bentuk gelombang elektromagnetik berdasarkan panjang gelombang dan frekuensinya disebut spectrum elektromagnetik. Gambar spectrum elektromagnetik di bawah disusun berdasarkan panjang gelombang (diukur dalam satuan _m) mencakup kisaran energi yang sangat rendah, dengan panjang gelombang tinggi dan frekuensi rendah, seperti gelombang radio sampai ke energi yang sangat tinggi, dengan panjang gelombang rendah dan frekuensi tinggi seperti radiasi X-ray dan Gamma Ray.
Gambar 3.2 : Spektrum elektromagnetik
http://1.bp.blogspot.com/spektrum-elektromagnetik.jpg
Gelombang elektromagnetik (EM) yang dihasilkan matahari dipancarkan (radiated) dan masuk ke dalam atmosfer bumi. Interaksi antara radiasi dengan partikel atmosfer bisa berupa penyerapan (absorption), pemencaran (scattering) atau pemantulan kembali (reflectance).Sebagian besar radiasi dengan energi tinggi diserap oleh atmosfer dan tidak pernah mencapai permukaan bumi. Bagian energi yang bisa menembus atmosfer adalah yang ‘transmitted’. Semua masa dengan suhu lebih tinggi dari 0 Kelvin (-273 C) mengeluarkan (emit) radiasi EM.
Gambar 3.3 : Interaksi Energi
Sumber : (http://1.bp.blogspot.com/interaksi-energi.jpg)
Radiometer yang dibawa oleh pesawat terbang atau satelit mengamati bumi dan mengukur level radiasi yang dipantulkan atau dipancarkan dari benda-benda yang ada di permukaan bumi atau pada atmosfer. Karena masing-masing jenis permukaan bumi dan tipe partikel pada atmosfer mempunyai karakteristik spectral yang khusus (atau spectral signature) maka data ini bisa dipakai untuk menyediakan informasi mengenai sifat target. Pada permukaan yang rata, hampir semua energi dipantulkan dari permukaan pada suatu arah, sedangkan pada permukaan kasar, energi dipantulkan hampir merata ke semua arah. Pada umumnya permukaan bumi berkisar diantara ke dua ekstrim tersebut, tergantung pada kekasaran permukaan.
Contoh yang lebih spesifik adalah pemantulan radiasi EM dari daun dan air. Sifat klorofil adalah menyerap sebagian besar rasdiasi dengan panjang gelombang merah dan biru dan memantulkan panjang gelombang hijau dan near IR. Sedangkan air menyerap radiasi dengan panjang gelombang nampak tinggi dan near IR lebih banyak daripada radiasi nampak dengan panjang gelombang pendek (biru)
Gambar 3.4 : Panjang gelombang pada sensor
Sumber: (http://1.bp.blogspot.com/karakteristik-signal.jpg)
Pengetahuan mengenai perbedaan spectral signature dari berbagai bentuk permukaan bumi memungkinkan kita untuk menginterpretasikan citra.
Ada dua tipe deteksi yang dilakukan oleh sensor, yaitu deteksi pasif dan aktif. Banyak bentuk penginderaan jauh yang menggunakan deteksi pasif, dimana sensor mengukur level energi yang secara alami dipancarkan, dipantulkan, atau dikirimkan oleh target. Sensor ini hanya bisa bekerja apabila terdapat sumber energi yang alami, pada umumnya sumber radiasi adalah matahari, sedangkan pada malam hari atau apabila permukaan bumi tertutup awan, debu asap dan partikel atmosfer lain, pengambilan data dengan cara deteksi pasif tidak bisa dilakukan dengan baik. Contoh sensor pasif yang paling dikenal adalah sensor utama pada satelit Landsat, Thematic Mapper, yang mempunyai 7 band atau channel.
Band 1 (0,45 – 0,52 μm ; biru) berguna untuk membedakan kejernihan air dan juga membedakan antara tanah dengan tanaman.
Band 2 (0,52 – 0,60 μm ; hijau) berguna untuk mendeteksi tanaman.
Band 3 (0,63 – 0,69 μm, merah) band yang paling berguna untuk membedakan tipe tanaman, lebih daripada band 1 dan 2.
Band 4 (0,76 – 0,90 μm ; reflected IR) berguna untuk meneliti biomas tanaman , dan juga membedakan batas tanah tanaman dan daratan-air.
Band 5 (1,55 – 1,75 μm ; reflected IR) menunjukkan kandungan air tanaman dan tanah, berguna untuk membedakan tipe tanaman dan kesehatan tanaman. Juga digunakan untuk membedakan antara awan, salju dan es.
Band 6 (10,4 – 12,5 μm ; thermal IR) berguna untuk mencari lokasi kegiatan geothermal, mengukur tingakt stress tanaman, kebakaran, dan kelembaban tanah.
Band 7 (2,08 – 2,35 μm ; reflected IR) berhubungan dengan mineral, rasio antara band 5 dan 7 berguna untuk mendeteksi batuan dan deposit mineral
Sedangkan pada deteksi aktif, penginderaan jauh menyediakan sendiri sumber energi untuk menyinari target dan menggunakan sensor untuk mengukur refleksi energi oleh target dengan menghitung sudut refleksi atau waktu yang diperlukan untuk mengembalikan energi. Keuntungan menggunakan deteksi aktif adalah pengukuran bisa dilakukan kapan saja. Akan tetapi sistem aktif ini memerlukan energi yang cukup besar untuk menyinari target.
Citra merupakan salah satu dari beragam hasil proses penginderaan jauh. Definisi citra banyak dikemukakan oleh para ahli, salah satu di antaranya pengertian tentang citra menurut Hornby (1974; dalam Sutanto, 1992) yang dapat ditelaah menjadi lima, berikut ini tiga di antaranya:
1) Likeness or copy of someone or something, especially one made in wood, stone, etc.
2) Mental pictures or idea, concept of something or someone.
3) Reflection seen in a mirror or through the lens of a camera.
Citra penginderaan jauh termasuk dalam pengertian yang ke-tiga menurut Hornby. Citra merupakan gambaran yang terekam oleh kamera atau sensor lainnya. Simonett et al. (1983) mengutarakan dua pengertian tentang citra yaitu:
1) The counterpart of an object produced by the reflection or refraction of light when focused by a lens or a mirror.
2) The recorded representation (commonly as a photo image) of object produced by optical, electro-optical, optical mechanical, or electrical means. It is generally used when the EMR emitted or reflected from a scene is not directly recorded on film.
Di dalam Bahasa Inggris ada dua istilah yang masing-masing diterjemahkan dengan citra, yaitu image dan imagery. Berikut ini dikemukakan batasan kedua istilah tersebut menurut Ford (1979; dalam Sutanto, 1992).
1) Image is representation of an object or scene; an image is usually a map, picture, or photograph.
2) Imagery is visual representation of energy recorded by remote sensing instrument.
Bila kita berpegang pada batasan ini maka penggunaan istilah image bagi citra penginderaan jauh tidak salah, akan tetapi penggunaan istilah imagery akan lebih benar. Berbagai pustaka dalam bahasa Inggris, baik istilah image maupun imagery sama-sama sering digunakan.
adalah gambaran suatu gejala di permukaan bumi sebagai hasil pemotretan/perekaman menggunakan kamera.
Cita foto dibedakan atas dasar spektrum elektromagnetik yang digunakan, posisi sumbukamera, sudut lipatan kamera, jenis kamera, warna yang digunakan, dan sistem wahananya.
1) Citra foto berdasarkan warna yang digunakan
Gambar 2.1.1 : Citra foto warna asli
Sumber : (http://andimanwno.files.wordpress.com/2010/02/ukuran-lapangan-2.jpg)
Gambar 2.1.2 : Citra foto warna semu
Sumber : (http://andimanwno.files.wordpress.com/2010/02/landsat-novarupta-region-large.jpg)
2) Citra foto berdasarkan posisi sumbu kamera
a) Citra Foto Vertikal, yaitu citra foto yang dibuat dengan posisi sumbu tegak lurus terhadap permukaan bumi
Gambar 1.2.1 : Citra foto tegak
Sumber: (http://andimanwno.files.wordpress.com/2010/02/citra-foto-tegak.jpg)
b) Citra Foto Condong, yaitu citra foto yang dibuat dengan posisi sumbu kamera miring, dengan sudut kemiringan kamera lebih dari 100. Adadua jenis foto condong yaitu :
- Citra foto agak condong, yaitu jika cakrawala tidak tergambar pada foto
Gambar 1.2.2 : Citra foto condong
Sumber : (http://andimanwno.files.wordpress.com/2010/02/citra-foto-condong.jpg)
- Citra foto sangat condong, yaitu jika cakrawala tergambar pada foto.
Gambar : 1.2.3 : Citra foto sangat condong
Sumber : (http://andimanwno.files.wordpress.com/2010/02/citra-foto-condong.jpg)
3) Citra foto berdasarkan sudut lipatan kamera
Sudut normal/sudut standar
Tabel 1.2.1 : Citra foto berdasarkan lipatan kamera
4) Citra foto berdasarkan jenis kamera yang digunakan
a) Citra foto tunggal, citra foto yang dibuat dengan kamera tunggal
b) Citra foto jamak, citra foto yang dibuat pada saat yang sama dan menggambarkan obyek liputan yang sama. Foto jamak dapat dibuat dengan 3 cara :
Multikamera, menggunakan beberapa kamera yang diarahkan secara bersamaan ke satu obyek.
Multilensa, menggunakan satu kamera yang memiliki banyak lensa
Kamera tunggal berlensa tunggal dengan pengurai warna
5) Citra foto berdasarkan sistem wahananya
a) Citra Foto Udara, yaitu citra foto yang dibuat dengan menggunakan wahan yang bergerak di udara misalnya pesawat terbang, helikopter dll
b) Citra Foto Satelit, yaitu citra foto yang dibuat dengan menggunakan wahana satelit yang bergerak di luar angkasa.
6) Citra foto berdasarkan Spektrum Elektromagnetik yang digunakan
a) Citra Foto Ultraviolet, yaitu citra foto yang dibuat dengan menggunakan spektrum Ultraviolet
Gambar 1.6.1 : Citra foto ultraviolet
Sumber: (http://andimanwno.files.wordpress.com/2010/02/spektrum-uv.jpg)
b. Citra Foto Otokromatik, yaitu citra foto yang dibuat dengan menggunakan spektrum tampak dari warna biru hingga sebagian warna hijau
Gambar 1.6.2 : Citra foto otokromatik
Sumber : (http://andimanwno.files.wordpress.com/2010/02/ortokromatik.jpg)
c) Citra Foto Pankromatik, yaitu cira foto yang dibuat dengan menggunakan seluruh spektrum tampak
Gambar 1.6.3 : Citra foto pankromatik
Sumber : (http://andimanwno.files.wordpress.com/2010/02/ukuran-lapangan-21.jpg)
d) Citra Foto Inframerah Asli, yaitu citra foto yang dibuat dengan menggunakan spektrum infamerah
Gambar 1.6.4 : Citra foto inframerah
Sumber : (http://andimanwno.files.wordpress.com/2010/02/spektrum-inframerah.gif)
e) Citra Foto Inframerah Modifikasi, yaitu citra foto yang dibuat dengan menggunakan spektrum inframerah dan sebagian spektrum tampak dari warna merah dan sebagian hijau.
Gambar 1.6.5 : Citra foto inframerah modifikasi
Sumber : (http://andimanwno.files.wordpress.com/2010/02/inframerah-modifikasi.gif)
adalah gambar atau citra tentang suatu obyek dipermukaan bumi yang dihasilkan oleh sensor bukan kamera dengan cara memindai (scanning).
Prinsip memindai adalah merekam obyek di permukaan bumi dengan mekanisme parsial. Obyek dipermukaan bumi terbagi dalam sub area berupa garis yang membentuk area seluruhnya. Mekanisme perekaman baris perbaris pada sub area inilah yang di sebut perekaman secara parsial.
Citra Nonfoto dibedakan atas dasar :
1) Citra Nonfoto berdasarkan spektrum elektromagnetik yang digunakan
Citra yang dibuat dengan menggunakan spektrum gelombang mikro dan sumber tenaga buatan
Gambar 2.1.1 : Citra Radar
Sumber: (http://andimanwno.files.wordpress.com/2010/02/radar-02.jpg)
b) Citra Inframerah Termal
Citra yang dibuat dengan menggunakan spektrum inframerah termal
Gambar 2.1.2 : Citra inframerah termal
Sumber : (http://andimanwno.files.wordpress.com/2010/02/radar-04.jpg)
Citra yang dibuat dengan menggunakan spektrum gelombang mikro
2) Citra Nonfoto berdasarkan sensor yang digunakan
Citra yang dibuat dengan menggunakan sensor tunggal
Citra yang dibuat dengan menggunakan sensor saluran jamak
3) Citra Nonfoto berdasarkan wahana yang digunakan
Citra yang dibuat dengan menggunakan wahana yang beroperasi di udara atau dirgantara
Citra yang dibuat dengan menggunakan wahana yang beroperasi di antariksa/luar angkasa.
Setelah data dikumpulkan dan dikirimkan ke stasiun penerima, data tersebut harus diproses dan diubah ke dalam format yang bisa diinterpretasi oleh peneliti. Untuk itu data harus diproses, ditajamkan dan dimanipulasi. Teknik-teknik tersebut disebut pengolahan citra.
Mengubah Data Menjadi Citra
Data citra satelit dikirim ke stasiun penerima dalam bentuk format digital mentah merupakan sekumpulan data numerik. Unit terkecil dari data digital adalah bit, yaitu angka biner, 0 atau 1. Kumpulan dari data sejumlah 8 bit data adalah sebuah unit data yang disebut byte, dengan nilai dari 0 – 255. Dalam hal citra digital nilai level energi dituliskan dalam satuan byte. Kumpulan byte ini dengan struktur tertentu bisa dibaca oleh software dan disebut citra digital 8-bit. Analisa data penginderaan jauh memerlukan data rujukan seperti peta tematik, data statistik dan data lapangan. Hasil nalisa yang diperoleh berupa informasi mengenai bentang lahan, jenis penutup lahan, kondisi lokasi dan kondisi sumberdaya lokasi. Informasi tersebut bagi para pengguna dapat dimanfaatkan untuk membantu dalam proses pengambilan keputusan dalam mengembangkan daerah tersebut. Keseluruhan proses pmulai dari pengambilan data, analisis data hingga penggunaan data tersebut disebut Sistem Penginderaan Jauh (Purwadhi, 2001).
Pixel (picture element) adalah sebuah titik yang merupakan elemen paling kecil pada citra satelit. Angka numerik (1 byte) dari pixel disebut digital number (DN). DN bisa ditampilkan dalam warna kelabu, berkisar antara putih dan hitam (gray scale), tergantung level energi yang terdeteksi. Pixel yang disusun dalam order yang benar akan membentuk sebuah citra. Kebanyakan citra satelit yang belum diproses disimpan dalam bentuk gray scale, yang merupakan skala warna dari hitam ke putih dengan derajat keabuan yang bervariasi. Untuk PJ, skala yang dipakai adalah 256 shade gray scale, dimana nilai 0 menggambarkan hitam, nilai 255 putih. Dua gambar di bawah ini menunjukkan derajat keabuan dan hubungan antara DN dan derajat keabuan yang menyusun sebuah citra.
Untuk citra multispectral, masing masing pixel mempunyai beberapa DN, sesuai dengan jumlah band yang dimiliki. Sebagai contoh, untuk Landsat 7, masing-masing pixel mempunyai 7 DN dari 7 band yang dimiliki. Citra bisa ditampilkan untuk masing-masing band dalam bentuk hitam dan putih maupun kombinasi 3 band sekaligus, yang disebut color composites. Gambar di bawah ini menunjukkan composite dari beberapa band dari potongan Landat 7 dan pixel yang menyusunnya.
Contrast adalah perbedaan antara brightness relatif antara sebuah benda dengan sekelilingnya pada citra. Sebuah bentuk tertentu mudah terdeteksi apabila pada sebuah citra contrast antara bentuk tersebut dengan backgroundnya tinggi. Teknik pengolahan citra bisa dipakai untuk mempertajam contrast. Citra, sebagai dataset, bisa dimanipulasi menggunakan algorithm (persamaan matematis).
Manipulasi bisa merupakan pengkoreksian error, pemetaan kembali data terhadap suatu referensi geografi tertentu, ataupun mengekstrak informasi yang tidak langsung terlihat dari data. Data dari dua citra atau lebih pada lokasi yang sama bisa dikombinasikan secara matematis untuk membuat composite dari beberapa dataset. Produk data ini, disebut derived products, bisa dihasilkan dengan beberapa penghitungan matematis atas data numerik mentah (DN).
Resolusi dari sebuah citra adalah karakteristik yang menunjukkan level kedetailan yang dimiliki oleh sebuah citra. Resolusi didefinisikan sebagai area dari permukaan bumi yang diwakili oleh sebuah pixel sebagai elemen terkecil dari sebuah citra. Pada citra satelit pemantau cuaca yang mempunyai resolusi 1 km, masing-masing pixel mewakili rata-rata nilai brightness dari sebuah area berukuran 1×1 km. Bentuk yang lebih kecil dari 1 km susah dikenali melalui image dengan resolusi 1 km. Landsat 7 menghasilkan citra dengan resolusi 30 meter, sehingga jauh lebih banyak detail yang bisa dilihat dibandingkan pada citra satelit dengan resolusi 1 km. Resolusi adalah hal penting yang perlu dipertimbangkan dalam rangka pemilihan citra yang akan digunakan terutama dalam hal aplikasi, waktu, biaya, ketersediaan citra dan fasilitas komputasi. Gambar berikut menunjukkan perbandingan dari 3 resolusi citra yang berbeda.
Ada beberapa faktor yang mempengaruhi kualitas citra dalam hal hambatan-hambatan untuk melakukan interpretasi dan klasifikasi yang diperlukan. Beberapa faktor penting, terutama untuk aplikasi kehutanan tropis adalah:
Tutupan awan. Terutama untuk sensor pasif, awan bisa menutupi bentuk-bentuk yang berada di bawah atau di dekatnya, sehingga interpretasi tidak dimungkinkan, Masalah ini sangat sering dijumpai di daerah tropis, dan mungkin diatasi dengan mengkombinasikan citra dari sensor pasif (misalnya Landsat) dengan citra dari sensor aktif (misalnya Radarsat) untuk keduanya saling melengkapi.
Bayangan topografis. Metode pengkoreksian yang ada untuk menghilangkan pengaruh topografi pada radiometri belum terlalu maju perkembangannya.
Pengaruh atmosferik. Pengaruh atmosferik, terutama ozon, uap air dan aerosol sangat mengganggu pada band nampak dan infrared. Penelitian akademis untuk mengatasi hal ini masih aktif dilakukan.
Derajat kedetailan dari peta tutupan lahan yang ingin dihasilkan. Semakin detail peta yang ingin dihasilkan, semakin rendah akurasi dari klasifikasi. Hal ini salah satunya bisa diperbaiki dengan adanya resolusi spectral dan spasial dari citra komersial yang tersedia.
Setelah citra dipilih dan diperoleh, langkah-langkah pemrosesan tidak terlalu tergantung sistem sensor dan juga software pengolahan citra yang dipakai. Berikut ini akan kami sampaikan dengan singkat beberapa langkah yang umum dilakukan, akan tetapi detail dari teknik dan ketrampilan menggunakan hanya bisa diperoleh dengan praktek langsung dengan menggunakan sebuah citra dan software pengolahan citra tertentu. Langkah-langkah dalam pengolahan citra:
Mengukur kualitas data dengan descriptive statistics atau dengan tampilan citra.
Mengkoreksi kesalahan, baik radiometric (atmospheric atau sensor) maupun geometric.
Menajamkan citra baik untuk analisa digital maupun visual.
Melakukan survei lapangan.
Mengambil sifat tertentu dari citra dengan proses klasifikasi dan pengukuran akurasi dari hasil klasifikasi.
Memasukkan hasil olahan ke dalam SIG sebagai input data.
Menginterpretasikan hasil.
Mengamati citra pada layar adalah proses yang paling efektif dalam mengidentifikasi masalah yang ada pada citra, misalnya tutupan awan, kabut, dan kesalahan sensor. Citra bisa ditampilkan oleh sebuah komputer, baik per satu band dalam hitam dan putih maupun dalam kombinasi tiga band, yang disebut komposit warna. Mata manusia hanya bisa membedakan 16 derajat keabuan dalam sebuah citra, tetapi bisa membedakan berjuta juta warna yang berbeda. Oleh karena itu, teknik perbaikan/enhancement citra yang paling sering digunakan adalah memberi warna tertentu kepada nilai DN tertentu (atau kisaran dari DN tertentu) sehingga meningkatkan kontras antara nilai DN tertentu dengan pixel di sekelilingnya pada suatu citra.
Sebuah citra true color adalah citra dimana warna yang diberikan kepada nilai-nilai DN mewakili kisaran spektral sebenarnya dari warna-warna yang digunakan pada citra. False color adalah teknik dimana warna-warna yang diberikan kepada DN tidak sama dengan kisaran spektral dari warna-warna yang dipilih. Teknik ini memungkinkan kita untuk memberi penekanan pada bentuk-bentuk tertentu yang ingin kita pelajari menggunakan skema pewarnaan tertentu. Pada contoh dari false color di bawah ini yang dibuat dengan komposit 432 dari citra Landsat 7, vegetasi muda, yang memantulkan near IR, terlihat merah terang. Kegiatan pertanian yang terkonsentrasi akan mudah dideteksi dengan adanya warna merah terang.
1. ANINDYA RAHMANIAR NPM : 10070314002
2. HANSYAN AS ARRY NPM : 10070314003
3. HADIA HILMI NPM : 10070314004
