Sistem Penginderaan Jauh

Sistem penginderaan jauh merupakan serangkaian komponen yang saling berkaitan dan bekerja sama secara terkoordinasi untuk melakukan penginderaan.

Rangkaian komponen dalam indraja meliputi sumber tenaga, amtosfer, objek,

sensor dan wahana, perolehan data dan pengguna data.

1. Sumber Tenaga

Penginderaan jauh menggunakan tenaga elektromagnetik baik dari sumber alami maupun buatan manusia. Matahari merupakan sumber tenaga alam yang paling utama. Stefan Boltzman menyebutkan bahwa semua benda di atas suhu K melepaskan tenaga elektromagnetik yang ditimbulkan oleh gerakan atom dan molekulnya. Makin tinggi suhunya, makin besar pula tenaga yang dilepaskan. Dengan demikian, cahaya matahari yang suhunya tinggi merupakan sumber utama tenaga elektromagnetik.Spektrum elektromagnetik yang terpancar dari matahari merupakan suatu klasifikasi tipe-tipe tenaga yang bergerak dengan

kecepatan cahaya (± 3 × m/det) dalam suatu pola gelombang harmonik atau getaran selaras dan mempunyai panjang gelombang yang bervariasi.

Adapun frekuensi ialah jumlah siklus gelombang yang melalui satu titik dalam satu detik. Satuannya dinyatakan dalam hertz (Hz). Tolok ukur yang banyak digunakan dalam kepentingan penginderaan jauh adalah perbedaan dari panjang gelombangnya. Panjang gelombang sangat beraneka dan ukurannya dinyatakan dengan skala mikrometer. Radiasi matahari yang terurai dalam bentuk tenaga elektromagnetik memiliki panjang gelombang (λ) yang berbeda.

Berkas tenaga elektromagnetik terdiri atas sejumlah spektrum yang luas, yaitu spektra kosmik, gamma, sinar X, ultraviolet , cahaya tampak, infra merah, gelombang mikro, dan radio. Jumlah total dari seluruh spektrum disebut spektrum elektromagnetik.Adanya gelombang dan spektrum elektromagnetik pada penginderaan jauh sangat diperhatikan karena terkait dengan saluran (cannel atau band) yang akan digunakan.

Sistem penginderaan jauh yang menggunakan matahari sebagai sumber tenaga disebut sistem pasif, sedangkan yang menggunakan tenaga buatan manusia sebagai sumber tenaganya disebut sistem aktif.

a. Sistem Pasif

Penginderaan jauh sistem pasif menggunakan sumber tenaga sinar matahari. Sehingga perekaman objek hanya dilakukan pada waktu siang hari. Pada umumnya dipilih saat terjadi perbedaan suhu yang besar pada setiap objek sehingga memudahkan pengenalan objek pada citra, yaitu sekitar pukul 10.00 sampai 11.00 siang. Jika terlalu pagi, suhu permukaan bumi antara objek air jernih, hutan, dan lahan terbuka masih tidak jauh perbedaan suhunya. Akan tetapi, jika menjelang siang, antara tiga objek utama (air jernih, hutan, dan lahan terbuka) sudah dapat dibedakan keadaan suhunya setelah

disinari matahari.

b. Sistem Aktif

Penginderaan jauh yang menggunakan sistem aktif disebut sistem radar (radio detecting and ranging). Pada sistem ini, sensor dilengkapi dengan tenaga pulsa bertenaga tinggi yang dipancarkan dalam waktu sangat cepat. Pancarannya ditujukan pada salah satu objek yang akan diindra. Jika pulsa

radar mengenai objek, tenaga pulsa dapat dipantulkan kembali ke sensor radar. Sensor ini mengukur dan mencatat waktu dari saat pemancaran hingga kembali ke sensor. Selain itu, sensor mengukur dan mencatat intensitas tenaga balik pulsa itu. Berdasarkan waktu perjalanan pulsa, radar dapat menghitung jarak objek, sedangkan berdasarkan intensitas tenaga baliknya dapat mengukur jenis objeknya.

2. Atmosfer

Tidak semua radiasi elektromagnetik dapat sampai ke permukaan bumi. Hal ini karena sebagian daripada radiasi elektromagnetik mengalami hambatan oleh atmosfer yang berupa debu, uap air, dan gas. Proses penghambatannya dapat terjadi dalam bentuk serapan, pantulan, dan hamburan.

Sebagian besar tenaga elektromagnetik yang mencapai permukaan bumi diserap oleh objek di permukaan bumi. Sebagian lagi ada yang dihamburkan yaitu dipantulkan secara acak, dan selebihnya dipantulkan oleh benda tersebut hingga mencapai sensor yang dipasang pada wahana penginderaan jauh. Hanya sebagian kecil spektrum elektromagnetik yang sampai ke permukaan dan digunakan dalam penginderaan jauh. Bagian-bagian spektrum elektromagnetik yang dapat melalui atmosfer dan mencapai permukaan bumi disebut jendela atmosfer.

Pancaran Sinar X dari matahari diserap oleh atmosfer, sehingga pada penginderaan jauh tidak dipakai. Radiasi ultraviolet yang panjang gelombangnya kurang dari 0,3 μm diserap oleh ozon pada atmosfer bagian atas, sedangkan ultra violet fotografik yang panjang gelombangnya 0,3 – 0,4 μm dapat diteruskan oleh

atmosfer sehingga dapat dideteksi dengan film dan detektor foto, tetapi hamburan atmosfernya sangat kuat.Spektrum sinar tampak yang panjang gelombangnya 0,4 μm sampai dengan 0,7 μm adalah salah satu spektrum yang dapat menembus atmosfer dan sampai di permukaan bumi. Infra merah saluran dekat dengan panjang gelombang 0,7 μm sampai 0,9 μm dapat dideteksi dengan film disebut radiasi infra merah fotografik /infra merah terpantul. Sedangkan infra merah saluran sedang dengan panjang gelombangnya 3 μm – 5 μm dan 8 μm – 14 μm

hanya dapat dideteksi dengan menggunakan optical mechanical scanner. Infra merah ini disebut infra merah termal.

Radiasi gelombang elektromagnetik yang lebih besar lagi adalah spektrum gelombang mikro (panjang gelombang 0,1 cm – 100 cm). Spektrum gelombang mikro ini akan digunakan dalam penginderaan jauh dengan sistem radar. Spektrum sinar tampak dapat terganggu oleh hamburan yang disebabkan oleh butir-butir yang terkandung dalam atmosfer seperti asap, debu, dan kabut tipis, sedangkan spektrum infra merah diserap oleh gas CO2, ozon, dan uap air.

3.  Objek di Permukaan Bumi

Objek di permukaan bumi dapat berupa batuan, tanah, air, tumbuhan alam ataupun objek hasil budaya manusia. Setiap objek memiliki karakteristik tersendiri dalam menyerap dan memantulkan tenaga spektrum elektromagnetik yang diterimanya. Karakteristik ini disebut karakteristik spektral.

Dengan demikian, maka objek-objek tersebut akan memberikan rona (kecerah-an) yang berbeda pada citra. Objek yang banyak memantulkan tenaga elektromag-netik akan tampak cerah pada citra, sedangkan objek yang banyak menyerap tenaga akan tampak gelap.Grafik di samping menunjukkan refleksi

yang khas dari spektra lima material, yaitu air jernih, air keruh, lahan kosong, dan

dua jenis tumbuh-tumbuhan.

4. Sensor dan Wahana

Alat pengindra atau sensor pada umumnya dapat dibagi menjadi 3 macam, yaitu kamera udara, scanner, dan Side Looking Airborne Radar

a. Kamera Udara

Kamera udara disebut juga dengan istilah sensor fotografik, biasa dipakai untuk merekam spektrum sinar tampak, ultraviolet fotografik, dan infra merah pantulan.

b. Scanner

Scanner tergolong sensor non fotografik dan biasa dipakai untuk merekam spektrum diluar spektrum sinar tampak. Scanner dapat merekam gelombang ultraviolet sampai infra merah termal. Pada umumnya, scanner ada 2 macam, yaitu Multispectral Scanner dan Electro-optical infrared scanner.

c. Side Looking Airborne Radar (SLAR)

Pesawat radar biasanya dipakai dalam penginderaan jauh sistem aktif. Gelombang radar yang mempunyai panjang gelombang 0,1 cm – 30 cm dipancarkan melalui antena pesawat radar yang dipasang pada sisi pesawat udara. Atas dasar inilah, maka sistem ini disebut SLAR (side looking aiborne

radar). Gelombang radar yang dipantulkan oleh permukaan bumi diterima oleh pesawat penerima gelombang. Kemudian dengan cara elektronik diteruskan ke alat perekam.

Adapun wahana adalah kendaraan yang digunakan untuk membawa sensor guna mendapatkan data penginderaan jauh.

Berdasarkan ketinggiannya, wahana dapat dibedakan menjadi:

·         pesawat terbang rendah, yaitu pesawat yang terbang 1.000 – 9.000 meter di atas permukaan bumi,

·         pesawat terbang tinggi, yaitu yang terbang lebih dari 18.000 meter di atas permukaan bumi.

·         satelit yang ketinggiannya bisa mencapai 400 km sampai 900 km.

5. Perolehan Data

Data indraja dapat diperoleh secara manual atau cara numerik (digital). Secara manual data diperoleh dengan cara interpretasi citra. Dalam melakukan interpretasi citra secara manual dapat dilakukan dengan alat stereoskop. Alat ini dapat digunakan dalam mengamati citra secara tiga dimensi. Adapun secara nu-

merik, data dapat diperoleh dengan menggunakan komputer.

6. Pengguna Data

Pengguna data merupakan komponen yang penting dalam sistem indraja. Pengguna data adalah orang atau lembaga yang memanfaatkan informasi hasil

indraja.Data indraja sangat bermanfaat untuk memperoleh data spasial yang dapat digunakan dalam berbagai bidang. Oleh karena itu, ketelitian atau tidaknya suatu citra dapat menentukan diterima atau tidaknya data tersebut.