KATA PENGANTAR
Puji syukur kita
panjatkan kehadirat Tuhan yang Maha Esa karena dengan rahmat dan hidayan-Nya
penulis dapat membuat sebuah makalah tentang “Sistem Penginderaan Jauh pada
Satelit”
Dalam
makalah ini, penulis menyajikan materi-materi yang bersangkutan dengan sistem
penginderaan satelit. Penulis juga menyadari sepenuhnya bahwa di dalam tugas
ini terdapat banyak kekurangan-kekurangan. Untuk itu, kami meminta kritik dan
saran mengingat tidak ada sesuatu yang sempurna tanpa saran yang membangun.
Atas perhatian pembaca, kami ucapkan terimah kasih.
Makassar, 12 April 2014
Penulis
BAB
I
PENDAHULUAN
A.
Latar Belakang
Di bumi ini tersebar berbagai macam fenomena–fenomena alam yang
sudah diungkap oleh manusia maupun yang belum diungkap oleh manusia. Salah satu
langkah untuk mengungkap dan mengenali fenomena alam adalah dengan menggunakan
teknologi sesuai perkembangan zaman. Manusia sudah tidak lagi langsung terjun langsung
ke lapangan guna mengungkap fenomena alam, namun dengan perkembangan teknologi
maka manusia mengenal teknologi penginderaan jauh. Teknologi penginderaan jauh
merupakan pengembangan dari teknologi pemotretan udara yang mulai diperkenalkan
pada akhir abad ke 19. Manfaat potret udara dirasa sangat besar dalam perang
dunia pertama dan kedua, sehingga cara ini dipakai dalam eksplorasi ruang
angkasa. Sejak saat itu istilah penginderaan jauh (remote sensing) dikenal dan
menjadi populer dalam dunia pemetaan sampai saat ini. Eksplorasi ruang angkasa
yang berlangsung sejak tahun 1960 an antara lain diwakili oleh satelit-satelit
Gemini, Apollo, Sputnik, Solyus. Kamera presisi tinggi mengambil gambar bumi
dan memberikan informasi berbagai gejala dipermukaan bumi seperti geologi,
kehutanan, kelautan dan sebagainya. Teknologi pemotretan dan perekaman
permukaan bumi berkembang lebih lanjut dengan menggunakan berbagai sistem
perekam data seperti kamera majemuk, multispectral scanner, vidicon,
radiometer, spectrometer yang berlangsung sampai sekarang. Bahkan dalam waktu
terakhir ini alat GPS (Global Positioning System) dimanfaatkan pula untuk
merekam peta ketinggian dalam bentuk DEM (Digital Elevation Model).
Penginderaan jauh adalah
ilmu dan seni untuk memperoleh informasi tentang objek, daerah, atau gejala
dengan menganalisis data yang diperoleh dengan menggunakan alat tanpa kontak
langsung terhadap objek, daerah, atau gejala yang dikaji (Sutanto, 1986). Citra
penginderaan jauh merupakan gambaran yang erekam oleh kamera atau oleh sensor
lainnya. Penginderaan jauh (remote sensing) telah digunakan untuk berbagai
macam keperluan, antara lain untuk keperluan analisis dalam bidang kelautan,
analisis bidang pertanian, analisis bidang pertambangan, dan lain sebagainya.
Penginderaan jauh merupakan suatu metode untuk memperoleh informasi tentang
suatu objek, areal, ataupun fenomena geografis melalui analisis data yang
diperoleh dari sensor. Perkembangan ilmu penginderaan jauh dari tahun ke tahun
mengalami perkembangan yang cukup pesat, sehingga manusia selalu akan
mengembangkan kemampuannya dalam mengembangkan ilmu tersebut, salah satunya
dengan mengembangkan citra satelit agar dapat digunakan untuk kepentingan–kepentingan
lainnya yang erat kaitannya dengan perolehan informasi suatu objek, daerah
ataupun fenomena geografisnya.
B. Batasan Masalah
1.
Menjelaskan definisi penginderaan jauh.
2.
Menjelaskan mengenai satelit pengindera jauh.
3. Energi Elektromagnetik dalam Penginderaan Jauh Satelit.
4. Energi
Elektromagnetik dalam Penginderaan Jauh Satelit.
5. Sensor dan Wahana
(Flatform) Teknologi Penginderaan Jauh.
6. Citra
Penginderaan Jauh Satelit
BAB II
PEMBAHASAN
A. Pengertian
Penginderaan Jauh
Penginderaan
jauh adalah ilmu, teknologi dan seni perolehan data dan pemrosesan data yang
merekam interaksi antara energi elektromagnetik
dengan suatu obyek. Dengan kata lain dapat didefinisikan sebagai ilmu,
teknologi dan seni untuk memperoleh informasi tentang suatu obyek, daerah, atau
fenomena melalui analisis data yang diperoleh dengan suatu alat tanpa kontak
langsung dengan obyek, daerah, atau fenomena yang dikaji.
Secara
umum penginderaan jauh menunjukkan aktifitas perekaman, pengamatan dan
penangkapan fenomena obyek atau peristiwa dari jarak tertentu. Dalam
pengideraan jauh, sensor tidak langsung kontak dengan obyek yang diamati.
Informasi tersebut membutuhkan alat penghantar secara fisik untuk perjalanan
dari obyek ke sensor melalui medium.
Pada
Tutorial Pelatihan ini penginderaan jauh lebih
dibatasi pada suatu teknologi perolehan informasi permukaan bumi (laut dan
daratan) dengan menggunakan sensor di atas platform satelit dan spaceborne
(pesawat ruang angkasa).
B. Satelit
Pengindera Jauh
Satelit penginderaan jauh sumber daya yang banyak dimanfaatkan selama ini
merupakan satelit yang menggunakan sistem optis. Penginderaan jauh sistem optis
ini memanfaatkan spektrum tampak hingga infra merah (Liang, 2004). Rentang
gelombang elektromagnetik yang lebih luas dalam penginderaan jauh meliputi
gelombang pendek mikro hingga spektrum yang lebih pendek seperti gelombang
infra merah, gelombang tampak, dan gelombang ultra violet.
Penginderaan jauh berkembang dalam bentuk pemrotretan muka bumi melalui
wahana pesawat terbang yang menghasilkan foto udara dan bentuk penginderaan
jauh berteknologi satelit yang mendasarkan pada konsep gelombang
elektromagnetis. Dalam perkembangannya saat ini, dengan adanya teknologi
satelit berresolusi tinggi, pengenalan sifat fisik dan bentuk obyek dipermukaan
bumi secara individual juga dapat dilakukan.
Pada dasarnya teknologi pemotretan udara dan penginderaan jauh berteknologi
satelit adalah suatu teknologi yang merekam interaksi berkas cahaya yang
berasal dari sinar matahari dan obyek di permukaan bumi. Pantulan sinar
matahari dari obyek di permukaan bumi ditangkap oleh kamera atau sensor. Tiap
benda atau obyek memberikan nilai pantulan yang berbeda sesuai dengan sifatnya.
Pada pemotretan udara rekaman dilakukan dengan media seluloid (film), sedangkan
penginderaan jauh melalui media pita magnetik dalam bentuk sinyal-sinyal
digital. Dalam perkembangannya potret udara juga seringkali dilakukan dalam
bentuk digital.
Data
penginderaan jauh adalah berupa citra. Citra penginderaan jauh memiliki
beberapa bentuk yaitu foto udara ataupun citra satelit. Data penginderaan jauh
tersebut adalah hasil rekaman obyek muka bumi oleh sensor. Data penginderaan
jauh ini dapat memberikan banyak informasi setelah dilakukan proses
interpretasi terhadap data tersebut.
Interpretasi citra merupakan serangkaian kegiatan identifikasi, pengukuran
dan penterjemahan data-data pada sebuah atau serangkaian data penginderaan jauh
untuk memperoleh informasi yang bermakna. Sebuah data penginderaan jauh dapat
diturunkan banyak informasi dari serangkaian proses interpretasi citra
ini. Dalam proses interpretasi, obyek diidentifikasikan
berdasarkan pada karakteristik berikut :
- Target
dapat berupa fitur titik, garis, ataupun area.
- Target harus dapat dibedakan dengan obyek
lainnya.
Kemampuan
teknologi penginderaan jauh dalam perolehan informasi yang luas tanpa
persinggungan langsung dengan obyeknya banyak dimanfaatkan dalam berbagai hal
yang bersifat spasial. Hingga saat ini penginderaan jauh telah diaplikasikan
untuk keperluan pengelolaan lingkungan, ekologi, degradasi lahan, bencana alam,
hingga perubahan iklim (Horning, 2010; Roder, 2009; Bukata, 2005; Adosi, 2007).
C.
Energi Elektromagnetik
dalam Penginderaan Jauh Satelit
Cahaya
tampak merupakan salah satu dari beberapa bentuk energi elektromagnetik,
gelombang radio, sinar ultraviolet dan sinar X juga
merupakan bentuk lain energi yang lazim.
Gambar: Ilustrasi perekaman berbagai fenomena yang ada di permukaan menggunakan teknologi penginderaan jauh.
Pada
dasarnya semua energi adalah sama dan melakukan radiasi sesuai dengan teori
dasar gelombang. Pada Gambar 1. ditunjukkan teori dasar energi elektromagnetik
yang bergerak secara harmonis berbentuk sinusoidal
dengan kecepatan cahaya ©. Berdasarkan konsep fisika dasar, gelombang mempunyai
persamaan umum sebagai berikut :
C
= f x l
c
= kecepatan cahaya (3 x 108 m/dtk)
f
= frekuensi
l
= panjang gelombang
Di
dalam penginderaan jauh satelit, pengelompokkan gelombang elektromagnetik
paling sering digunakan diletakkan menurut letak panjang gelombang di dalam
spektrum elektromagnetik (Gambar 2.).
Nama
spektrum biasanya digunakan pada bagian spektrum elektromagnetik, seperti
gelombang inframerah, gelombang radio, gelombang mikro, dan sebagainya. Dan
spektrum ini tidak mempunyai batasan yang tegas antara satu bagian spektrum
satu dengan spektrum berikutnya.. Bagian spektrum 0,4 – 0,7 μm) pada gambaran logaritmik
merupakan bagian±sinar tampak ( sempit, mempunyai kepekaan
pada mata manusia
Sifat
radiasi elektromagnetik lebih mudah diuraikan dengan menggunakan teori
gelombang, tetapi interaksi antara energi elektromagnetik dengan benda dapat
dijelaskan dengan teori partikel. Teori partikel
menyatakan bahwa radiasi elektromagnetik terdiri dari beberapa bagian terpisah
yang disebut sebagai foton.
D. Interaksi
Energi Elektromagnetik Dengan Atmosfer
dan Permukaan Bumi
Semua
radiasi yang dideteksi dengan sistem penginderaan jauh satelit melalui atmosfer
dengan jarak atau panjang jalur tertentu. Panjang jalur tesebut dapat
bervariasi panjangnya. Pada fotografi dari antariksa dihasilkan dari radiasi
matahari yang melewati dua kali tebal penuh atmosfer bumi pada perjalannya dari
sumber radiasi ke sensor. Selain itu, sensor termal yang mendeteksi energi yang
dipancarkan oleh obyek di bumi, melewati jarak di atmosfer yang relatif pendek.
Perbedaan jarak yang dilalui , kondisi atmosfer, panjang gelombang yang
digunakan serta besarnya sinyal energi yang indera berpengaruh terhadap variasi
total atmosfer.
Pengaruh
atmosfer sangat bervariasi tergantung pada intensitas dan komposisi spectral
radiasi yang tersedia bagi suatu system penginderaan satelit. Pengaruh ini
disebabkan oleh mekanisme hamburan (scattering) dan serapan (absorption)
atmosferik.
Bagian
energi yang mengenai obyek dipermukaan bumi akan dipantulkan, diserap, atau
ditransmisikan dengan menerapkan hukum kekekalan energi. Dalam hukum kekekalan
energi tersebut dapat dinyatakan sebagai hubungan timbal balik antara tiga
jenis interaksi energi tersebut, sebagai berikut:
E1
)l)
+ EA +ET (l) = ER (l)
E1
= energi yang mengenai obyek
ER
= energi yang dipantulkan
EA
= energi yang diserap
ET
= energi yang ditransmisikan
Persamaan
di atas merupakan suatu persamaan keseimbangan energi yang menunjukan hubungan
timbal balik antara mekanisme pantulan, serapan dan transmisi. Dari persamaan
di atas terdapat 2 (dua) hal penting :
1. Bagian
energi yang dipantulkan, diserap dan ditransmisikan akan berbeda tergantung
pada jenis materi dan kondisi obyek muka bumi. Dari perbedaan ini, memungkinkan
kita dapat membedakan obyek yang berbeda pada suatu citra.
2. Dengan
panjang gelombang yang berbeda, untuk obyek yang sama bagian energi yang
dipantulkan, diserap dan ditransmisikan kemungkinan akan berbeda, sebagai
akibatnya, variasi spectral ini akan menghasilkan efek visual yaitu warna.
Sebagai contoh: obyek akan berwarna biru bila obyek tersebut banyak memantulkan
bagian spectrum biru, berwarna hijau bila banyak memantulkan bagian spectrum
hijau, dan seterusnya. Sehingga interpretasi visual dengan mata dapat
menggunakan variasi spectral pada besaran energi pantulan untuk menbedakan
berbagai obyek.
E. Pantulan
Spektral Vegetasi, Tanah dan Air
Gambar: Pantulan spectral energi elektromagnetik matahari terhadap vegetasi, tanah dan air yang diterima oleh sansor satelit.
Pada gambar ditunjukkan suatu kurva pantulan spectral pada
tiga obyek utama di permukaan bumi, yaitu vegetasi sehat berdaun hijau, tanah
gundul ( lempung coklat kelabu ), dan air jernih. Garis pada kurva tersebut
menyajikan kurva pantulan rata-rata yang dibuat dengan pengukuran sampel obyek
yang jumlahnya banyak (Lillesand. 2002). Kurva ini menunjukkan suatu indicator
tentang jenis dari kondisi obyek yang berkaitan. Walaupun pantulan obyek secara
invidual akan berbeda besar di atas dan dibawah nilai rata-rata, tetapi kurva
tersebut menunjukan beberapa titik fundamental yang berkaitan dengan pantulan
spektral.
Vegetasi sehat berwarna hijau disebabkan
oleh besarnya penyerapan energi pada spektrum hijau. Apabila tumbuhan mengalami
beberapa gangguan, dan akan mempengaruhi proses pertumbuhan dan produksinya
secara normal maka hal itu akan mengurangi atau mematikan produksi klorofil.
Akibatnya berupa kurangnya serapan oleh klorofil pada saluran biru dan merah.
Sering pantulan pada spektrum merah bertambah hingga kita lihat tumbuhan tampak
berwarna kuning (gabungan antara hijau dan merah).
F. Sensor
dan Wahana (Flatform) Teknologi Penginderaan Jauh
Sensor
adalah alat untuk mengukur dan merekam energi elektromagnetik. Dalam system
penginderaan jauh, sensor dapat dibedakan dalam 2 kategori yaitu sensor aktif
dan sensor pasif. Uraian mengenai hal tersebut,
Untuk
sensor pasif tergantung pada sumber energi dari luar, yaitu matahari. Sehingga
penginderaan jauh sistem pasif menerima energi yang dipantulkan dan/atau
dipancarkan dari permukaan bumi. Teknologi penginderaan jauh satelit yang
menggunakan sensor dengan saluran tampak mata (visible) dan inframerah. Kamera
fotografi adalah merupakan sensor pasif yang paling lama dan umum dipakai.
Sebagai contoh lain sensor pasif adalah gamma-ray spectrometer, kamera udara,
kamera video dan scanner multispektral dan termal, dsb.
Gambar: Sistem sensor aktif sistem gelombang mikro dan pasif dengan sensor optik beserta citra satelit yang dihasilkan.
Kemampuan penetrasi liputan awan pada
gelombangan mikro mengasilkan citra yang bersih dari tutupan awan. Sistem
wahana (platform) Penginderaan jauh dapat dikategori dalam dua sistem, pertama
penginderaan jauh dengan airborne, yaitu dengan menggunakan pesawat udara
(aircraft), balon udara, dan sebagainya. Kedua adalah dan system penginderaan
jauh menggunakan sistem speceborne yaitu dengan menggunakan wahana satelit,
pesawat ruang angkasa, dsb.
G. Citra
Penginderaan Jauh Satelit
Citra
satelit penginderaan jauh adalah gambaran 2 dimensi (2D) yang menggambarkan
suatu obyek dari pandangan nyata. Citra penginderaan jauh satelit menggambarkan
bagian dari permukaan bumi yang terlihat dari suatu ruang.
Citra
dapat berbentuk analog maupun digital. Sebagai contoh, foto udara merupakan
citra analog berupa film dengan proses kimiawi untuk mendapatkan citra, sedang
citra satelit didapatkan dari sensor elektronik dan diporses secara digital.
Citra satelit yang dicetak atau dalam bentuk hardcopy dapat juga disebut
sebagai citra/data analog.
Data
penginderaan jauh tidak hanya sekedar sebagai gambar, tetapi data citra
disimpan dalam format grid secara reguler yang biasa disebut sebagai data
raster yang terdiri dari baris (row) dan kolom (column). Satu elemen terkecil
(gambar 7) dinamakan sebagai pixel (picture element). Untuk setiap pixel
mempunyai informasi koordinat (row dan column) dan nilai spectral yang
dikonversi dalam bentuk angka, yang biasa disebut DN (Digital Number).
Tiap
pixel menggambarkan bagian wilayah permukaan bumi dengan nilai intensitas serta
lokasi alamat dalam bentuk 2 dimensi. Nilai intensitas tersebut menggambarkan
ukuran kuantitas fisik yang merupakan pantulan atau pancaran radiasi matahari
dari suatu obyek dengan panjang gelombang tertentu yang diterima oleh sensor.
Seperti disebutkan sebelumnya, intensitas pixel disimpan sebagai nilai digital
(DN (Digital Number)). DN disimpan dalam bits dengan jumlah tertentu.
Kualitas
data penginderaan jauh pada utamanya ditentukan oleh karakteristik system
sensor platform.
Resolusi
ini berdasarkan pada masing bagian dari Spektrum Elektromagnetik yang diukur
dan perbedaan energi yang diamati. Sebagi contoh : Landsat 7 ETM+ mempunyai 9
saluran/band, SPOT5 menggunakan 5 band dan IKONOS II menggunakan 5 band.
Resolusi
spasial didasarkan pada unit terkecil suatu obyek yang diukur, menunjukkan
ukuran minimum obyek. Sebagai contoh ukuran per pixel untuk SPOT5 Pankromatik
5m x 5m dan 2.5m x 2.5; Multispektral 10m x 10m dan Landsat 7 ETM+ Pankromatik
15m x 15m; Multispektral 30m x 30m Termal A dan B 60m x60m; serta IKONOS II
Pankromatik 1m x 1m, Multispektral 4m x 4m.
Gambar: Perbandingan Resolusi Spasial citra satelit Landsat MSS 5m, Landsat TM5 30m, SPOT4 20m dan SPOT4 Pan 10m.
Resolusi
temporal (Revisit time) adalah waktu pengulangan pengambilan atau perekaman
data pada posisi obyek yang sama. Landsat 7 ETM+ melakukan pengambilan atau
perekaman data pada posisi obyek yang sama setiap16 hari, IKONOS II selama 4
hari untuk posisi tegak dan setiap hari dapat melakukan perekaman karena
kemampuannya untuk perekeman dalam posisi obliq (miring).
BAB III
PENUTUP
A. Kesimpulan
Penginderaan jauh adalah
ilmu dan seni untuk memperoleh informasi tentang objek, daerah, atau gejala
dengan menganalisis data yang diperoleh dengan menggunakan alat tanpa kontak
langsung terhadap objek, daerah, atau gejala yang dikaji (Sutanto, 1986). Citra
penginderaan jauh merupakan gambaran yang erekam oleh kamera atau oleh sensor
lainnya. Penginderaan jauh (remote sensing) telah digunakan untuk berbagai
macam keperluan, antara lain untuk keperluan analisis dalam bidang kelautan,
analisis bidang pertanian, analisis bidang pertambangan, dan lain sebagainya.
Penginderaan jauh merupakan suatu metode untuk memperoleh informasi tentang
suatu objek, areal, ataupun fenomena geografis melalui analisis data yang
diperoleh dari sensor. Perkembangan ilmu penginderaan jauh dari tahun ke tahun
mengalami perkembangan yang cukup pesat, sehingga manusia selalu akan
mengembangkan kemampuannya dalam mengembangkan ilmu tersebut, salah satunya
dengan mengembangkan citra satelit agar dapat digunakan untuk kepentingan–kepentingan
lainnya yang erat kaitannya dengan perolehan informasi suatu objek, daerah
ataupun fenomena geografisnya.
DAFTAR PUSTAKA
Lillesand,
Thomas M. ( Penerjemah Dulbhri, Suharsono P, Suharyadi S). 1990.
Remote Sensing and Image
Interpretation Diterjemahkan Dalam bahasa
Indonesia
: Penginderaan Jauh dan Interpretasi Citra.
Yogyakarta: gadjah mada University
Press.
Sinaga,J.2011.Satelit
ikonos. www.pagarberkawatduri.blogspot.com/2011/11/satelit- ikonos.html. diakses pada tanggal 28 November 2011 Jam 15. 35 WIB
Sutanto.1986.Penginderaan
Jauh Jilid 1. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press
Sutanto.1994.Penginderaan
Jauh Jilid I1. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press
