Penginderaan Jauh (Remote Sensing|)
Penginderaan jauh atau inderaja (remote sensing) adalah seni dan ilmu untuk mendapatkan informasi tentang obyek, area atau fenomena melalui analisa terhadap data yang diperoleh dengan menggunakan alat tanpa kontak langsung dengan obyek, daerah ataupun fenomena yang dikaji (Lillesand dan Kiefer,1979).
Alat yang dimaksud dalam pengertian diatas adalah alat pengindera atau sensor. Pada umumnya sensor dibawa oleh wahana baik berupa pesawat, balon udara, satelit maupun jenis wahana yang lainnya ( Sutanto,1987). Hasil perekaman oleh alat yang dibawa oleh suatu wahana ini selanjutnya disebut sebagai data penginderaan jauh. Lindgren(1985 dalam Sutanto, 1987) mengungkapkan bahwa penginderaan jauh adalah berbagai teknik yang dikembangkan untuk perolehan dan analisis informasi tentang bumi, infomasi ini khusus berbentuk radiasi elektromagnetik yang dipantulkan atau dipancarkan dari permukaan bumi. Dari pendapat beberapa ahli di atas dapat disimpulkan bahwa penginderaan jauh terdiri atas 3 komponen utama yaitu obyek yang diindera, sensor untuk merekam obyek dan gelombang elektronik yang dipantulkan atau dipancarkan oleh permukaan bumi. Interaksi dari ketika komponen ini menghasilkan data penginderaan jauh yang selanjutnya melalui proses interpretasi dapat diketahui jenis obyek area ataupun fenomena yang ada. Perkembangan penginderaan jauh ini semakin cepat seiring dengan kemajuan teknologi dirgantara. Sebelumnya penginderaan jauh lebih banyak menggunakan pesawat udara dan balon udara dalam perekaman data permukaan bumi, tetapi seiring dengan perkembangan penerbangan antariksa dan penggunaan satelit untuk berbagai kepentingan termasuk didalamnya perekaman permukaan bumi, maka penginderaan jauh tumbuh berkembang semakin cepat. Demikian pula halnya dengan penggunaan sensor yang di bawa oleh berbagai wahana juga mengalami peningkatan baik dalam jenis sensor yang digunakan maupun tingkat kedetailan hasil penginderaan.
Satelit pertama yang berhasil diluncurkan dalam rangka monitoring sumber daya bumi adalah satelit ERTS (Earth Resources Technology Satelite) yang diluncurkan pada tahun 1972. Hingga saat ini telah ratusan jenis satelit dengan berbagai tingkat ketelitian dan berbagai panjang gelobang digunakan untuk berbagai kajian permukaan bumi. Beberapa contoh manfaat dalam aplikasi penginderaan jauh adalah:
Pengambilan data spasial sendiri dilapangan dapat menggunakan metode trestrial survey atau metode graound base dan juga metode penginderaan jauh. Kedua metode itu dapat dijelaskan sebagai berikut:
1 Prinsip perekaman sensor
Prinsip perekaman oleh sensor dalam pengambilan data melalui metode penginderaan jauh dilakukan berdasarkan perbedaan daya reflektansi energi elektromagnetik masing-masing objek di permukaan bumi. Daya reflektansi yang berbeda-beda oleh sensor akan direkam dan didefinisikan sebagai objek yang berbeda yang dipresentasikan dalam sebuah citra. Gelombang elektromagnetik yang dipantulkan permukaan bumi akan melewati atmosfer sebelum direkam oleh sensor. Awan, debu, atau partikelpartikel lain yang berada di atmosfer akan membiaskan pantulan gelombang ini. Atas dasar pembiasan yang terjadi, sebelum dilakukan analisa terhadap citra diperlukan kegiatan koreksi radiometrik.
Alat yang dimaksud dalam pengertian diatas adalah alat pengindera atau sensor. Pada umumnya sensor dibawa oleh wahana baik berupa pesawat, balon udara, satelit maupun jenis wahana yang lainnya ( Sutanto,1987). Hasil perekaman oleh alat yang dibawa oleh suatu wahana ini selanjutnya disebut sebagai data penginderaan jauh. Lindgren(1985 dalam Sutanto, 1987) mengungkapkan bahwa penginderaan jauh adalah berbagai teknik yang dikembangkan untuk perolehan dan analisis informasi tentang bumi, infomasi ini khusus berbentuk radiasi elektromagnetik yang dipantulkan atau dipancarkan dari permukaan bumi. Dari pendapat beberapa ahli di atas dapat disimpulkan bahwa penginderaan jauh terdiri atas 3 komponen utama yaitu obyek yang diindera, sensor untuk merekam obyek dan gelombang elektronik yang dipantulkan atau dipancarkan oleh permukaan bumi. Interaksi dari ketika komponen ini menghasilkan data penginderaan jauh yang selanjutnya melalui proses interpretasi dapat diketahui jenis obyek area ataupun fenomena yang ada. Perkembangan penginderaan jauh ini semakin cepat seiring dengan kemajuan teknologi dirgantara. Sebelumnya penginderaan jauh lebih banyak menggunakan pesawat udara dan balon udara dalam perekaman data permukaan bumi, tetapi seiring dengan perkembangan penerbangan antariksa dan penggunaan satelit untuk berbagai kepentingan termasuk didalamnya perekaman permukaan bumi, maka penginderaan jauh tumbuh berkembang semakin cepat. Demikian pula halnya dengan penggunaan sensor yang di bawa oleh berbagai wahana juga mengalami peningkatan baik dalam jenis sensor yang digunakan maupun tingkat kedetailan hasil penginderaan.
Satelit pertama yang berhasil diluncurkan dalam rangka monitoring sumber daya bumi adalah satelit ERTS (Earth Resources Technology Satelite) yang diluncurkan pada tahun 1972. Hingga saat ini telah ratusan jenis satelit dengan berbagai tingkat ketelitian dan berbagai panjang gelobang digunakan untuk berbagai kajian permukaan bumi. Beberapa contoh manfaat dalam aplikasi penginderaan jauh adalah:
• Identifikasi penutupan lahan (landcover)
• Identifikasi dan monitoring pola perubahan lahan
• Manajemen dan perencanaan wilayah
• Manajemen sumber daya hutan
• Eksplorasi mineral
• Pertanian dan perkebunan
• Manajemen sumber daya air
• Manajemen sumber daya laut
Secara umum dapat dikatakan bahwa penginderaan jauh dapat berperan dalam mengurangi secara signifikan kegiatan survey terestrial dalam inventarisasi dan monitoring sumberdaya alam. Kegiatan survey terestris dengan adanya teknologi ini hanya dilakukan untuk membuktikan suatu jenis obyek atau fenomena yang ada dilapangan untuk disesuaikan dengan hasil analisa data. • Identifikasi dan monitoring pola perubahan lahan
• Manajemen dan perencanaan wilayah
• Manajemen sumber daya hutan
• Eksplorasi mineral
• Pertanian dan perkebunan
• Manajemen sumber daya air
• Manajemen sumber daya laut
Pengambilan data spasial sendiri dilapangan dapat menggunakan metode trestrial survey atau metode graound base dan juga metode penginderaan jauh. Kedua metode itu dapat dijelaskan sebagai berikut:
- Metode ground based, merupakan metode pengambilan data secara langsung dilapangan. Pengukuran dilakukan secara in-situ melalui kegiatan survey lapangan.
- Metode penginderaan jauh (Remote Sensing), merupakan pengukuran dan pengambilan data spasial berdasarkan perekaman sensor pada perangkat kamera udara, scanner, atau radar. Contoh hasil perekaman yang dimaksud adalah citra.
1 Prinsip perekaman sensor
Prinsip perekaman oleh sensor dalam pengambilan data melalui metode penginderaan jauh dilakukan berdasarkan perbedaan daya reflektansi energi elektromagnetik masing-masing objek di permukaan bumi. Daya reflektansi yang berbeda-beda oleh sensor akan direkam dan didefinisikan sebagai objek yang berbeda yang dipresentasikan dalam sebuah citra. Gelombang elektromagnetik yang dipantulkan permukaan bumi akan melewati atmosfer sebelum direkam oleh sensor. Awan, debu, atau partikelpartikel lain yang berada di atmosfer akan membiaskan pantulan gelombang ini. Atas dasar pembiasan yang terjadi, sebelum dilakukan analisa terhadap citra diperlukan kegiatan koreksi radiometrik.
Gambar Proses perekaman permukaan bumi
2 Karakteristik Data Citra
Data Citra satelit sebagai hasil dari perekaman satelit memiliki beberapa karakter yaitu:
- Karakter spasial atau yang lebih dikenal sebagai resolusi spasial, bahwa data citra penginderaan jauh memiliki luasan terkecil yang dapat direkam oleh sensor. Sebagai contoh untuk Landsat TM memiliki luasan terkecil yang mampu direkam adalah 30 x 30 m dan mampu merekam daerah selebar 185 km. 1 Scene citra landsat memiliki luas 185 km x 185 km.
- Karakteristik spektral atau lebih sering disebut sebagai resolusi spektral, Data penginderaan jauh direkam pada julat panjang gelombang tertentu. Masing-masing satelit biasanya membawa lebih dari satu jenis sensor dimana tiap sensor akan memiliki kemampuan untuk merekam julat panjang gelombang tertentu.
- Karakteristik Temporal, Bahwa citra satelit dapat merekam suatu wilayah secara berulang dalam waktu tertentu, sebagai contoh satelit Landsat 3 dapat melakukan perekaman ulang terhadap satu wilayah setelah selang 18 hari.
- Citra foto. Citra foto dihasilkan oleh alat perekam kamera dengan detektor berupa film, dengan mekanisme perekaman serentak, biasanya direkam dalam spektrum tampak atau perluasannya, dewasa ini berkembang teknologi digital yang dapat menggantikan peran film sebagai media penyimpanan obyek.
- Citra non foto. Citra non foto dihasilkan oleh sensor non kamera mendasarkan pada penyiaman atau kamera yang detektornya bukan film, proses perekamannya parsial dan direkam secara elektronik.
3 Konsep Pengolahan Citra
Secara umum pengolahan citra terbagi kedalam:
1. Pre-processing citra, merupakan pengolahan awal sebelum proses pengklasifikasian. Dalam kegiatan ini, koreksi citra (geometrik dan radiometrik) dilakukan.
Gambar Diagram pre-prosesing citra
2. Klasifikasi citra, merupakan tahap intrepretasi informasi pada citra yang dibuat berdasarkan klas katagori tertentu.
Gambar Diagram klasifikasi citra
- Klasifikasi tidak terbimbing (un-supervised classification), merupakan metoda klasifikasi yang memberikan keleluasaan bagi computer untuk mengklasifikasikan citra secara mandiri.
- Klasifikasi terbimbing (supervised classification), merupakan metode klasifikasi yang memberikan bimbingan kepada komputer dalam proses klasifikasinya.
4 Data Hasil Penginderaan Jauh
Dalam penginderaan jauh didapat data hasil observasi yang disebut citra. Citra dapat diartikan sebagai gambaran yang tampak dari suatu objek yang sedang diamati, sebagai hasil liputan atau rekaman suatu alat pemantau. Citra sebagai gambaran rekaman suatu objek (biasanya berupa suatu gamabaran pada foto) yang didapat dengan cara optik mekanik atau elektronik. Dalam penginderaan jauh, citra berbeda dengan foto. Proses fotografi menggunakan reaksi kimia pada permukaan film yang sensitive untuk mendeteksi dan merekam variasi energi, sedangkan citra berkaitan dengan repsentasi gambaran tanpa peduli media apa yang digunakan untuk mendeteksi dan merekam energi elektomagnetik.
Sebuah citra terbentuk dalam format digital yang tersusun dari beberapa unsur gambar atau disebut piksel. Tingkat kecerahan piksel ini direpresentasikan oleh nilai numerik atau digital number pada masing-masing piksel. Sensor secara elektronik merekam energi elektromagnetik sebagai sekumpulan DN yang akan menyusun gambar. Istilah lain yang penting dalam karakteristik citra adalah band atau chanel (kanal/saluran). Informasi dari range panjang gelombang yang berdekatan dikumpulkan menjadi satu dan disimpan dalam kanal. Dalam pengolahan dan pemilihan citra satelit yang akan dipakai untuk kebutuhan tertentu, ada hal-hal yang harus diperhatikan, diantaranya adalah:
Dalam penginderaan jauh didapat data hasil observasi yang disebut citra. Citra dapat diartikan sebagai gambaran yang tampak dari suatu objek yang sedang diamati, sebagai hasil liputan atau rekaman suatu alat pemantau. Citra sebagai gambaran rekaman suatu objek (biasanya berupa suatu gamabaran pada foto) yang didapat dengan cara optik mekanik atau elektronik. Dalam penginderaan jauh, citra berbeda dengan foto. Proses fotografi menggunakan reaksi kimia pada permukaan film yang sensitive untuk mendeteksi dan merekam variasi energi, sedangkan citra berkaitan dengan repsentasi gambaran tanpa peduli media apa yang digunakan untuk mendeteksi dan merekam energi elektomagnetik.
Sebuah citra terbentuk dalam format digital yang tersusun dari beberapa unsur gambar atau disebut piksel. Tingkat kecerahan piksel ini direpresentasikan oleh nilai numerik atau digital number pada masing-masing piksel. Sensor secara elektronik merekam energi elektromagnetik sebagai sekumpulan DN yang akan menyusun gambar. Istilah lain yang penting dalam karakteristik citra adalah band atau chanel (kanal/saluran). Informasi dari range panjang gelombang yang berdekatan dikumpulkan menjadi satu dan disimpan dalam kanal. Dalam pengolahan dan pemilihan citra satelit yang akan dipakai untuk kebutuhan tertentu, ada hal-hal yang harus diperhatikan, diantaranya adalah:
a) Resolusi Spektral
Merupakan interval panjang gelombang khusus pada spektrum elektromagnetik yang direkam oleh sensor. Semakin sempit lebar interval spektrum elektromagnetik, resolusi spasial akan menjadi semakin tinggi.
b) Resolusi Spasial
Merupakan ukuran terkecil dari objek yang dapat dibedakan oleh sensor atau ukuran daerah yang dapat disajikan oleh setiap piksel. Objek yang mempunyai ukuran lebih kecil dari ukuran piksel dapat dideteksi apabila mempunyai nilai kontras dengan sekitarnya seperti jalan,pola drainase.
c) Resolusi Radiometrik
Merupakan ukuran perulangan pengambilan data oleh satelit tersebut pada lokasi yang sama dipermukaan bumi. Agar dapat dimanfaatkan, maka citra tersebut harus diinterprestasikan atau diterjemahkan terlebih dahulu. Interprestasi citra merupakan kegiatan mengkaji citra dengan maksud untuk mengidentifikasi objek an menilai arti pentingnya objek tersebut.
5 Komposit Citra
Komposit citra adalah citra baru hasil dari penggabungan 3 saluran yang mampu menampilkan keunggulan dari saluran-saluran penyusunnya (Sigit,2011). Komposit digunakan karena adanya keterbatasan mata yang kurang mampu dalam membedakan gradasi warna dan lebih mudah memahami dengan pemberian warna.
Dasar pembuatan komposit citra ada 2, yaitu :
- Tujuan penggunaan, yaitu keunggulan di setiap saluran (band).
- OIF (Optimum Index Factor) yaitu kemampuan citra untuk menampilkan suatu objek. OIF semakin tinggi maka semakin banyak objek berbeda yang dapat ditampilkan pada citra komposit tersebut.
Komposit citra dapat dibagi menjadi 2, yaitu :
- Komposit warna asli (natural/true color) yaitu gabungan dari warna merah-hijau-biru. Citra yang dapat menghasilkan komposit warna asli yaitu Landsat, ALOS dll.
- Komposit warna tidak asli (false color), terbagi menjadi 2 :
- Standar yaitu gabungan dari infrared dekat-merah-hijau. Dianggap standar karena pada awalnya penginderaan jauh lebih banyak digunakan dalam bidang kehutanan jadi komposit warna ini dianggap standar karena citra kompositnya lebih menonjolakan objek vegetasi.
- Tidak standar yaitu dapat dilakukan penggabungan dengan bebas.
Interpretasi citra merupakan perbuatan mengkaji foto udara atau citra dengan maksud untuk mengidentifikasi obyek dan menilai arti pentingnya obyek tersebut. Prinsip utama dalam interpretasi citra yaitu lokasi, ukuran, bentuk, bayangan, warna, tekstur, pola, ketinggian, dan situasi. Semua elemen tersebut digunakan oleh pakar interpretasi citra yang dapat memperkirakan dengan cepat dan akurat.
• Rona dan Warna
Rona (tone / color tone / grey tone) adalah tingkat kegelapan atau tingkat kecerahan obyek pada citra. Rona pada foto pankromatik merupakan atribut bagi obyek yang berinteraksi dengan seluruh spektrum tampak yang sering disebut sinar putih, yaitu spektrum dengan panjang gelombang (0,4 – 0,7) μm. Berkaitan dengan penginderaan jauh, spektrum demikian disebut spektrum lebar, jadi rona merupakan tingkatan dari hitam ke putih atau sebaliknya.
• Bentuk
Bentuk merupakan variabel kualitatif yang memerikan konfigurasi atau kerangka suatu obyek (Lo, 1976). Bentuk merupakan atribut yang jelas sehingga banyak obyek yang dapat dikenali berdasarkan bentuknya saja. Bentuk, ukuran, dan tekstur pada Gambar 1 dikelompokkan sebagai susunan keruangan rona sekunder dalam segi kerumitannya. Bermula dari rona yang merupakan unsur dasar dan termasuk primer dalam segi kerumitannya. Pengamatan atas rona dapat dilakukan paling mudah. Oleh karena itu bentuk, ukuran, dan tekstur yang langsung dapat dikenali berdasarkan rona, dikelompokkan sekunder kerumitannya.
• Ukuran
Ukuran ialah atribut obyek berupa jarak, luas, tinggi, lereng, dan volume. Karena ukuran obyek pada citra merupakan fungsi skala, maka di dalam memanfaatkan ukuran sebagai unsur interpretasi citra harus selalu diingat skalanya.
• Tekstur
Tekstur adalah frekuensi perubahan rona pada citra (Lillesand dan Kiefer, 1979) atau pengulangan rona kelompok obyek yang terlalu kecil untuk dibedakan secara individual (Estes dan Simonett, 1975). Tekstur sering dinyatakan dengan kasar, halus, dan belang-belang.
• Pola
Pola, tinggi, dan bayangan pada Gambar 1 dikelompokkan ke dalam tingkat kerumitan tertier. Tingkat kerumitannya setingkat lebih tinggi dari tingkat kerumitan bentuk, ukuran, dan tekstur sebagai unsur interpretasi citra. Pola atau susunan keruangan merupakan ciri yang menandai bagi banyak obyek bentukan manusia dan bagi beberapa obyek alamiah.
• Bayangan
Bayangan bersifat menyembunyikan detail atau obyek yang berada di daerah gelap. Obyek atau gejala yang terletak di daerah bayangan pada umumnya tidak tampak sama sekali atau kadang-kadang tampak samar-samar. Meskipun demikian, bayangan sering merupakan kunci pengenalan yang penting bagi beberapa obyek yang justru lebih tampak dari bayangannya.
• Situs
Bersama-sama dengan asosiasi, situs dikelompokkan ke dalam kerumitan yang lebih tinggi pada Gambar diatas. Situs bukan merupakan ciri obyek secara langsung, melainkan dalam kaitannya dengan lingkungan sekitarnya.
• Asosiasi
Asosiasi dapat diartikan sebagai keterkaitan antara obyek yang satu dengan obyek lain. Adanya keterkaitan ini maka terlihatnya suatu obyek pada citra sering merupakan petunjuk bagi adanya obyek lain.
Komentar
Posting Komentar