PENGINDERAAN JAUH
Pengertian Penginderaan Jauh / Remote Sensing
Penginderaan jauh adalah ilmu dan seni untuk memperoleh informasi tentang obyek, daerah atau gejala dengan cara menganalisis data yang diperoleh dengan menggunakan alat tanpa kontak langsung terhadap obyek, daerah, atau gejala yang dikaji.
Dalam penginderaan jauh, byek yang diindera atau yang ingin diketahui berupa objek di permukaan bumi, dirgantara, atau antariksa. Alat yang digunakan untuk melakukan penginderaan jauh adalah sensor. Sensor berfungsi untuk melacak, mendeteksi, dan merekam suatu objek di bumi dalam daerah jangkauan tertentu. Sensor berupa kamera, scanner, dan radiometer. Pada umumnya, sensor dipasang pada wahana ( platform ) yang berupa pesawat terbang, satelit, atau pesawat ulang-alik. Berdasarkan ketinggian peredaran wahana, tempat pemantauan atau pemotretan dari angkasa ini dapat diklasifikasikan menjadi 3 kelompok sebagai berikut :
1. Pesawat terbang rendah sampai medium (low to medium altitude aircraft), ketinggian antara 1.000 meter sampai 9.000meter dari permukaan bumi. Citra yang dihasilkan adalah citra foto (foto udara).
2. Pesawat terbang tinggi (high altitude aircraft), ketinggian sekitar 18.000 meter dari permukaan bumi. Citra yang dihasilkan ialah foto udara dan multispectral scanner data.
3. Satelit, ketinggian antara 400 km sampai 900 km dari permukaan bumi. Citra yang dihasilkan adalah citra satelit.
Foto dan Foto Udara
Gambar atau rekaman yang dihasilkan oleh sensor disebut foto udara atau citra penginderaan jauh. Oleh karena itu, agar dapat mengetahui langsung perbedaan foto dan foto udara dapat diketahui dari gambar berikut:
Gambar A
Gambar BCitra
Dalam penginderaan jauh, data atau hasil observasi yang didapat disebut citra. Citra dapat diartikan sebagau gambaran yang tampak dari suatu objek yang sedang diamati, sebagai hasil liputan atau rekaman suatu alat pemantau.
Menurut Hornby, citra adalah gambaran yang terekam oleh kamera atau alat sensor lain.
Menurut Simonett, citra adalah gambaran rekaman suatu objek ( biasanya berupa gambaran pada foto )yang didapat dengan cara optik, elektro optik, optik mekanik, atau elektromekanik. Pada umumnya hal itu digunakan apabila radiasi elektromagnetik yang dipancarkan atau dipantulkan dari suatu objek tidak langsung direkam dalam film.
Menurut Ford, citra adalah gambaran visual tenaga yang direkam dengan menggunakan piranti penginderaan jauh.
Sistem Penginderaan Jauh
Komponen-komponen dalam system penginderaan jauh diuraikan ringkas sebagai berikut.
1. Tenaga untuk Penginderaan Jauh
Pengumpulan data dalam penginderaan jauh dilakukan dari jarak jauh dengan menggunakan sensor buatan. Untuk itu diperlukan tenaga penghubung yang membawa data tentang objek ke sensor.
Tenaga penghubung diperlukan agar berbagai informasi dalam berbagai bentuk dapat diterima oleh sensor dengan baik. Tenaga penghubung yang dimanfaatkan dalam penginderaan jauh berupa tenaga alamiah dan tenaga buatan. Tenaga penghubung alamiah disebut penginderaan jauh sistem pasif, yaitu yang merekam pantulan atau pancaran radiasi elektromagnetik dari suatu objek yang biasanya bersumber dari matahari. Sedangkan sumber tenaga buatan yang digunakan dalam penginderaan jauh system aktif, yaitu perekaman dengan menggunakan sumber tenaga buatan seperti system RADAR dan LIDAR. Sistem scanner ini dapat dibedakan menjadi dua yaitu scanner opto-mekanik (contohnya Landsat TM) dan scanner penyapu (push broom).
2. Atmosfer
Atmosfer bersifat selektif terhadap panjang gelombang, sehingga hanya sebagian kecilbsaja tenaga elektromagnetik yang dapat mencapai permukaan bumi dan dimanfaatkan untuk penginderaan jauh. Bagian spectrum elektromagnetik yang mampu melalui atmosfer dan dapat mencapai permukaan bumi disebut “jendela atmosfer”. Jendela atmosfer yang paling banyak digunakan dalam penginderaan jauh adalah spectrum tampak.
3. Sensor
Tiap sensor memiliki kepekaan tersendiri terhadap bagian spectrum elektromagnetik. Semakin kecil objek yang dapat direkam oleh sensor, maka semakin baik kualitas sensor itu dan semakin baik kemampuan sensor untuk merekam gambar terkecil/resolusi spasial dari citra.
4. Perolehan Data
Perolehan data dapat dilakukan dengan cara manual yaitu dengan interpretasi secara visual, dan dapat pula dengan cara numeric atau cara digital yaitu dengan menggunakan computer. Foto udara pada umumnya diinterpretasi secara manual, sedangkan data hasil penginderaan jauh secara elektronik dapat diinterpretasi secara manual maupun secara numerik.
5. Pengguna Data
Pengguna data (orang, institusi, atau pemerintah) merupakan komponen paling penting dalam penginderaan jauh karena para penggunalah yang dapat menentukan diterima atau tidaknya hasil penginderaan jauh. Data yang dihasilkan mencakup wilayah sumber daya alam suatu negara, yang merupakan data yang sangat penting untuk kepentingan orang banyak, sehingga data ini penting untuk dijaga penggunaannya.
Jenis Citra Penginderaan Jauh
Citra dapat digolongkan menjadi dua jenis, yaitu citra foto dan citra nonfoto.
1. Citra Foto
Citra foto adalah gambar yang dihasilkan dengan menggunakan sensor kamera. Citra foto dapat dibedakan atas beberapa dasar sebagai berikut.
a. Berdasarkan spektrum elektromagnetik yang digunakan
Pada waktu memotret objek di permukaan bumi, orang dapat memilih salah satu atau beberapa spectrum elektromagnetik berdasarkan kepentingannya. Citra foto berdasarkan spektrumnya dapat dibedakan menjadi :
1) Foto pankromatik adalah citra foto dari udara yang dibuat dengan menggunakan seluruh spectrum tampak mata mulai dari warna merah hingga ungu. Foto udara ini sering disebut foto udara konvensional. Ciri foto pankromatik adalah pada warna objek sama dengan kesamaan mata manusia, sehingga baik untuk mendeteksi pencemaran air, kerusakan banjir, penyebarab air tanah, dan air permukaan.
2) Foto ultraviolet adalah citra foto yang dibuat dengan menggunakan spectrum ultraviolet dekat dengan panjang gelombang 0,29 mikrometer. Foto ini tidak menyadap banyak informasi tetapi untuk beberapa objek dari foto ini proses pengenalannya mudah karena kontras yang besar. Foto ini sangat baik untuk mendeteksi tumpahan minyak di laut, membedakan atap logam yang tidak dicat, jaringan jalan aspal, dan batuan kapur.
3) Foto ortokromatik adalah citra foto yang dibuat dengan menggunakan spectrum tampak dari saluran biru hingga sebagian hijau (0,4 – 0,56 mikrometer). Ciri foto ortokromatik adalah banyak objek yang tampak jelas. Foto ini bermanfaat untuk studi pantai karena memiliki film yang peka terhadap objek di bawah permukaan air hingga kedalaman kurang lebih 20 meter, sehingga baik untuk survei vegetasi karena daun hijau tergambar dengan kontras.
4) Foto inframerah asli adalah citra foto yang dibuat dengan menggunakan spektrum inframerah dekat hingga panjang gelombang 0,9 – 1,2 mikrometer yang dibuat secara khusus. Ciri foto inframerah asli adalah dapat mencapai bagian dalam daun, sehingga rona pada foto inframerah tidak ditentukan warna daun tetapi oleh sifat jaringannya, sehingga baik untuk mendeteksi berbagai jenis tanaman termasuk tanaman yang sehat atau yang sakit.
5) Foto inframerah modifikasi adalah citra foto yang dibuat dengan inframerah dekat dan sebagia spectrum tampak pada saluran merah dan sebagian saluran hijau.
b. Berdasarkan sumbu kamera
Citra foto berdasarkan sumbu kamera dibedakan menjadi dua jenis yaitu.
1) Foto vertikal adalah foto yang dibuat dengan sumbu kamera tegak lurus terhadap permukaan bumi.
2) Foto condong adalah foto yang dibuat dengan sumbu kamera menyudut terhadap garis tegak lurus ke permukaan bumi. Foto condong dibedakan sebagai berikut :
- Foto sangat condong yakni bila pada foto tampak cakrawala
- Foto agak condong yakni bila cakrawala tidak tampak pada foto
Beda antara foto vertikal, foto agak condong dan foto sangat condong disajikan pada gambar berikut
Keterangan :
Gambar blok bujur sangkar dan liputan foto udara.
Gambar A foto vertikal, Gambar B foto agak condong,
Gambar C foto sangat condong.
c. Berdasarkan jenis kamera
1) Foto tunggal, yaitu foto yang dibuat dengan kamera tunggal. Tiap daerah liputan foto hanya tergambar oleh satu lembar foto.
2) Foto jamak, yaitu beberapa foto yang digunakan pada waktu yang sama dan menggambarkan daerah liputan yang sama.
d. Berdasarkan warna yang digunakan
1) Foto berwarna semu (false color) atau foto inframerah berwarna. Pada foto berwarna semu, warna objek tidak sama dengan warna foto. Misalnya vegetasi yang berwarna hijau dan banyak memantulkan spectrum tampak merah, akan tampak merah pada foto.
2) Foto warna asli (true color), yaitu foto pankromatik berwarna.
e. Berdasarkan sistem wahana
Berdasarkan wahana dapaat dibedakan menjadi
1) Foto udara, yaitu foto yang dibuat dari pesawat/balon udara.
2) Foto satelit atau foto orbital, yaitu foto yang dibuat dari satelit.
2. Citra Nonfoto
Citra nonfoto adalah gambaran yang dihasilkan oleh sensor bukan kamera. Citra nonfoto dibedakan atas :
a. Spektrum elektromagnetik yang digunakan
Berdasarkan spectrum elektromagnetik, citra nonfoto dibedakan atas :
1) Citra inframerah termal adalah citra nonfoto yang dibuat dengan menggunakan spectrum inframerah termal. Pemanfaatan spectrum itu di dasarkan atas beda temperature tiap objek yang dipantulkan ke kamera atau sensor.
2) Citra gelombang mikro dan Citra Radar adalah citra nonfoto yang dibuat dengan menggunakan spectrum gelombang mikro atau radar. Citra gelombang mikro menggunakan sumber energi alamiah ( system pasif ), sedangkan citra radar menggunakan sumber energi buatan ( system aktif ).
f. Sensor yang digunakan
Berdasarkan sensor yang digunakan, citra nonfoto dibedakan atas :
1) Citra tunggal, yaitu citra yang dibuat dengan sensor tunggal dengan saluran lebar.
2) Citra multispektral, yaitu citra yang dibuat dengan sensor jamak dengan saluran sempit yang terdiri dari :
• Citra RBV (Return Beam Vidicon), sensornya berupa kamera yang hasilnya tidak dalam bentuk foto karena detektornya bukan film dan prosesnya nonfotografik.
• Citra MSS (Multi Spektral Scanner), sensornya dapat menggunakan spektrum tampak maupun spektrum inframerah termal. Citra ini dapat dibuat dari pesawat udara.
g. Wahana yang digunakan
1) Citra dirgantara (Airbone Image), yaitu citra nonfoto yang dibuat dengan wahana yang beroperasi di udara (dirgantara)
2) Citra Satelit (Satellite/Spaceborne Image), yaitu citra nonfoto yang dibuat oleh sensor dari satelit yang mengitari bumi.
Kelebihan dan Kelemahan Penginderaan Jauh
Penginderaan jauh memiliki kelebihan yaitu
a. Menghemat waktu, tenaga, dan biaya;
b. Mengetahui sumber daya alam di suatu tempat;
c. Mengetahui gejala cuaca dan iklim;
d. Membuat perencanaan dan pembangunan wilayah.
Walaupun mempunyai banyak kelebihan, penginderaan jauh juga memiliki kelemahan antara lain sebagai berikut
a. Orang yang menggunakan harus memiliki keahlian khusus;
b. Peralatan yang digunakan mahal;
c. Sulit untuk memperoleh citra foto ataupun citra nonfoto.
Interpretasi Citra
Interpretasi citra merupakan pengkajian foto udara atau citra dengan maksud untuk mengidentifikasi objek dan menilai arti pentingnya objek tersebut.
Dalam manginterpretasikan citra, penafsir mengkaji citra dan berupaya mengenali objek melalui tahapan kegiatan sebagai berikut :
1. Deteksi adalah usaha penyadapan data secara globalbaik yang tampak maup[un yang tidak tampak. Ada tidaknya suatu objek ditentukan dalam pendeteksiannya, misalnya objek berupa sabana.
2. Identifikasi adalah usaha untuk mengenali objek yang tergambar pada citra yang dapat dikenali berdasarkan cirri yang terekam oleh sensor dengan alat stereoskop.
3. Analisis adalah pengumpulan informasi lebih lanjut setelah melakukan deteksi dan identifikasi citra.
Unsur-unsur Interpretasi Citra
Untuk mempermudah menafsir objek yang tergambar pada citra foto, dapat digunakan unsur-unsur yang tercermin pada objek yaitu :
1.Bentuk
Merupakan gambar yang mudah dikenali. Objek yang sejenis di muka bumi memiliki bentuk yang sejenis pada citra. Contoh : gedung sekolah pada umumnya berbentuk huruf I, L, U, atau persegi panjang, gunung api berbentuk kerucut.
2.Ukuran
Merupakan ciri objek berupa jarak, luas, tinggi, lereng, dan volume. Ukuran objek pada citra berupa skala. Contoh : lapangan olah raga sepakbola dicirikan dengan bentuk persegi panjang dan ukuran tetap yakni sekitar 80-100 m.
3.Rona
Merupakan tingkat kecerahan objek yang tergambar pada citra.
4.Tekstur
Merupakan frekuensi perubahan rona pada citra. Tekstur biasanya dinyatakan ; kasar, sedang, dan halus. Misalnya hutan bertekstur kasar, belukar bertekstur sedang, dan semak bertekstur halus.
5.Bayangan
Bersifat menyembunyikan detail atau objek yang berada di daerah gelap. Bayangan juga dapat berfungsi sebagai kunci pengenalan yang penting dari beberapa objek yang justru dengan adanya bayangan menjadi lebih jelas.
6.Pola
Merupakan ciri yang menandai banyak objek bentukan manusia dan beberapa objek alamiah. Contoh : pola aliran sungai menandai struktur biologis. Pola aliran trellis menandai struktur lipatan. Permukiman transmigrasi dikenali dengan pola yang teratur, yaitu ukuran rumah yang jaraknya seragam, dan selalu menghadap ke jalan. Kebun karet, kebun kelapa, dan kebun kopi mudah dibedakan dengan hutan atau vegetasi lainnya dari polanya yaitu berpola teratur ( pola jarak tanamnya ).
7.Situs
Merupakan letak suatu objek terhadap objek lain di sekitarnya. Contoh : permukiman pada umumnya memanjang di pinggir beting pantai, tanggul alam atau di sepanjang tepi jalan. Persawahan banyak terdapat di daerah dataran rendah, dan sebagainya.
8.Asosiasi
Merupakan keterkaitan antara objek yang satu dengan objek yang lain. Contoh : stasiun kereta api berasosiasi dengan jalan kereta api yang jumlahnya lebih dari satu (bercabang ).
Pemanfaatan Penginderaan Jauh
Penginderaan jauh bermanfaat dalam berbagai bidang kehidupan, khususnya di bidang kelautan, hidrologi, klimatologi, lingkungan, dan kedirgantaraan.
a) Manfaat di bidang kelautan (Seasat dan MOSS)
Pengamatan sifat fisis air laut
Pengamatan pasang surut air laut dan galombang laut
Pemetaan perubahan pantai, abrasi, sedimentasi, dan lain-lain.
b) Manfaat di bidang hidrologi (Landsat dan SPOT)
Pengamatan DAS
Pengamatan luas daerah dan intensitas banjir
Pemetaan pola aliran sungai
Studi sedimentasi sungai
c) Manfaat di bidang klimatologi (NOAA, Meteor, dan GMS)
Pengamatan iklim suatu daerah
Analisis cuaca
Pemetaan iklim dan perubahannya
d) Manfaat di bidang sumber daya bumi dan lingkungan (Landsat, ASTER, Soyus, dan SPOT)
Pemetaan penggunaan lahan
Pengumpulan data kerusakan lingkungan karena berbagai hal
Pendeteksian lahan kritis
Pemantauan distribusi sumber daya alam
Pemetaan untuk keperluan HANKAMNAS
Perencanaan pembangunan wilayah
e) Manfaat di bidang angkasa luar (Ranger, Viking, Luna, dan Venera)
Penelitian tentang planet-planet
Pengamatan benda-benda angkasa
