Penginderaan Jauh

Ilustrasi Penginderaan jauh

Pada bab ini, kamu diharapkan mampu:

  • Menjelaskan pengertian penginderaan jauh 
  • Menguraikan langkah-langkah pengumpulan dan pengolahan data dengan menggunakan teknik penginderaan jauh
  • Menjelaskan pemanfaatan penginderaan jauh

Gambaran permukaan bumi tidak hanya diperoleh dengan pembuatan peta yang dibuat oleh manusia tetapi dapat dilakukan dengan cara tanpa kontak langsung dengan objek di permukaan bumi, yaitu dengan melalui penginderaan jauh. Informasi yang diperoleh bersifat akurat dan aktual, karena pembuatannya berlangsung pada saat pengamatan dan hasilnya digunakan dalam berbagai bidang manusia.

Baca Materi Sebelumnya Peta dan Pemetaan

A. Pengertian Penginderaan Jauh
Penginderaan jauh (remote sensing) adalah ilmu dan seni untuk memperoleh informasi tentang suatu objek, daerah, atau fenomena melalui analisis data yang diperoleh menggunakan suatu alat tanpa kontak langsung dengan objek, daerah, atau fenomena yang dikaji (lillesand & keifer, 1994).

Penginderaan jauh dapat juga didefinisikan sebagai ilmu untuk mendapatkan informasi mengenai permukaan bumi yang diambil dari jarak jauh (campbell, 1987).

Penginderaan jauh juga dapat didefinisikan sebagai suatu proses membaca dari jarak jauh menggunakan berbagai sensor, sehingga diperoleh data yang kemudian akan dianalisis menjadi sebuah informasi.

Secara umum, penginderaan jauh tidak terbatas sebagai alat pengumpulan data mentah. Penginderaan jauh juga meliputi pemrosesan data mentah secara manual dan terotomatisasi, analisis citra, serta penyajian hasil informasi yang diperoleh. Pesawat terbang maupun satelit, merupakan wahana yang umum digunakan dalam pengumpulan data penginderaan jauh.

Penginderaan jauh biasanya hanya dibatasi pada penginderaan yang menggunakan spektrum elektromagnetik. Energi yang digunakan dalam penginderaan jauh berfungsi sama dengan sifat cahaya, yang tidak hanya meliputi spektrum tampak, tetapi juga meliputi spektrum ultraviolet, inframerah dekat, inframerah tengah, inframerah jauh, dan gelombang radio. Istilah penginderaan jauh menurut sabins (1997), mengacu pada metode-metode yang memanfaatkan energi elektromagnetik seperti sinyal, panas, dan gelombang radio sebagai sarana untuk mendeteksi dan mengukur berbagai karakteristik objek yang ada di permukaan bumi.

B. Pengumpulan data penginderaan jauh


Pengumpulan data penginderaan jauh dapat digambarkan seperti pada sistem sensor yang terletak pada wahana penginderaan jauh mendeteksi energi elektromagnetik yang dipancarkan oleh permukaan bumi. Energi yang dipantulkan tersebut dapat berasal dari tenaga alam dan tenaga buatan. Pantulan berupa tenaga alam berasal dari pantulan gelombang elektromagnetik cahaya matahari. Sementara pantulan yang berasal dari tenaga buatan dapat diperoleh dari pantulan pulsa radar atau sinar lampu di permukaan bumi. Energi yang dideteksi sistem penginderaan jauh juga dapat berupa emisi, yaitu energi yang dipancarkan langsung oleh objek di permukaan bumi. Energi elektromagnetik yang telah terdeteksi oleh sistem sensor dalam bentuk sinyal elektrik analog, kemudian dikonversi menjadi nilai-nilai digital.

Bila wahana yang digunakan adalah pesawat terbang, maka setelah data dikumpulkan, data tersebut dibawa kembali untuk dilakukan pengolahan atau interpretasi. Jika menggunakan wahana satelit, data-data yang dikumpulkan dalam sistem satelit dikirim melalui stasiun-stasiun penerima data di bumi dengan cara telemetri. Data yang sudah dikirim kemudian direkam pada pita perekam magnetik.

Pengembangan perolehan data permukaan bumi dari satelit sejak 1972 sangat pesat. Citra penginderaan jauh, tidak hanya diperoleh dari satu saluran (monospectral), tetapi juga multi saluran (multispectral) dan bebas awan untuk data SAR. Kemampuan misi satelit penginderaan jauh selain ditentukan oleh daya guna format digitalnya, juga ditentukan oleh resolusi spasial, resolusi spektral, dan resolusi temporal.

Pengolahan maupun interpretasi data penginderaan jauh, didasarkan pada prinsip dasar penginderaan jauh. Adapun prinsip dasar tersebut yaitu setiap objek yang berbeda atau terletak pada kondisi lingkungan berbeda akan memiliki karakteristik pantulan maupun emisi gelombang elektromagnetik yang berbeda dan khas pula.

Beberapa istilah yang perlu dipahami berkaitan dengan penginderaan jauh, antara lain pantulan dan albedo. Menurut international commision on illumination (1957), istilah pantulan (reflectance-US/reflection factor-UK) mengacu ke rasio antara total radiasi (hemisferikal) yang dipantulkan oleh suatu benda dengan radiasi yang mengenai benda tersebut. Istilah daya pantul (reflectivity) digunakan karena bertambahnya ketebalan benda tidak menghasilkan penambahan pantulannya. Daya pantul bisa dikatakan sebagai pantulan maksimum. Apabila kata sifat spektral ditambahkan di belakang pantulan dan daya pantul, dapat dikatakan bahwa pengukuran dilakukan pada panjang gelombang tertentu atau pada suatu saluran (band) panjang gelombang yang berurutan (misal spektrum tampak, 0,38 – 0,70 mm). Adapun albedo menunjukkan perbandingan (rasio) antara radiasi matahari yang mengenai benda dan total radiasi matahari yang datang ke benda. Albedo dinyatakan dalam persen.

Besarnya albedo dipengaruhi oleh jenis awan, jika langit tertutup awan tipis, harga albedo biasanya berkisar antara 30-40%. Jika langit tertutup awan stratus yang tebal, harga albedo berkisar antara 50-70%. Jika langit tertutup awan kumulonimbus, maka harga albedo mencapai 90% menunjukkan hanya 10% radiasi matahari yang mencapai permukaan bumi.

C. Pemrosesan citra digital hasil penginderaan jauh


Citra yang sudah diperoleh dari hasil rekaman satelit atau foto udara perlu diolah lebih lanjut agar dapat digunakan sesuai dengan tujuan pengambilan citra tersebut. Secara umum, analisis citra digital dapat dirinci menjadi tiga langkah utama, yaitu rektifikasi, penajaman citra, dan klasifikasi citra.

1. Rektifikasi dan restorasi citra

Rektifikasi (pembetulan atau koreksi) data perlu dilakukan terhadap data mentah satelit pada awal pengolahan. Tujuan dari koreksi ini adalah untuk menghilangkan kesalahan-kesalahan geometrik, radiometrik, dan asmoferik. Restorasi atau pemulihan citra bertujuan untuk memperbaiki kualitas citra dan mendapatkan kembali citra yang telah mengalami degradasi atau penurunan ke bentuk citra yang sesuai dengan aslinya.

2. Penajaman citra (image enhancement)

Penajaman citra bertujuan untuk meningkatkan kualitas citra. Melalui proses penajaman, citra yang diperoleh akan lebih mudah diinterpretasikan secara visual. Teknik penajaman citra yang sering digunakan adalah filter (pass filtering) dan perentangan kontras (contrast streecthing).

3. Klasifikasi citra (image classification)


Klasifikasi citra bertujuan untuk identifikasi, evaluasi, dan klasifikasi pixel dalam suatu citra digital ini mencakup rektifikasi (pembetulan atau koreksi-koreksi), restorasi (pemulihan) citra, dan klasifikasi. Dengan melakukan langkah-langkah tersebut diharapkan akan diperoleh hasil citra yang sesuai dengan keinginan pengguna.

D. Hasil teknologi penginderaan jauh


Hasil atau keluaran sistem penginderaan jauh disebut citra atau image. Citra merupakan rekaman gambar secara digital menggunakan pemindai optik-elektronik dan diproses secara digital menjadi cetakan fotografik. Citra merupakan produk piktorial (cetakan) dari piranti pembentuk citra. Istilah citra disebut sebagai sarana penggambaran objek yang direkam dan diindera dari jauh.

Menurut wahana yang digunakan, data yang berupa citra dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu citra foto dan citra non foto.

Citra foto adalah citra yang merupakan hasil pemotretan suatu wilayah dari udara, atau disebut juga foto udara. Citra non foto merupakan hasil perekaman data suatu wilayah oleh satelit.

E. Pemanfaatan hasil penginderaan jauh


Data penginderaan jauh banyak digunakan pada berbagai bidang, antara lain meliputi bidang kehutanan, pertanian, geomorfologi, geologi, hidrologi, oseanografi, dan meteorologi. Di bawah ini diberikan beberapa contoh pemanfaatan data penginderaan jauh untuk berbagai keperluan.

Klasifikasi penggunaan tanah dengan citra digital


Studi kasus ini berada di kawasan segitiga emas (kuningan, sudirman, casablanca, gatot subroto, dan sekitarnya). Pada studi ini digunakan citra hasil subset SPOT-2 Pankromatik daerah jakarta, yang direkam pada tanggal 24 desember 1997. Hasil klasifikasi berupa data persebaran penggunaan tanah di wilayah tersebut. Penggunaan tanah wilayah tersebut terdiri atas enam kelas penggunaan tanah, yaitu pemukiman teratur, pemukiman tidak teratur, tanah kosong, kawasan bisnis, pemakaman umum, dan waduk pengolahan limbah. Penggunaan tanah yang terluas adalah pemukiman tidak teratur, sedangkan yang tersempit adalah waduk pengolahan limbah.

Pemantauan kualitas air


Pemantauan kualitas air, terutama dalam penanganan masalah polusi air di daerah perairan laut atau danau, merupakan salah satu penggunaan aplikasi penginderaan jauh. Warna daerah perairan laut atau danau sangat dipengaruhi oleh penyerapan dan pemantulan terhadap molekul air, pertikel terlarut, atau plankton. Akibatnya, warna daerah perairan tersebut tidak hanya tergantung pada partikel padat yang terlarut saja akan tetapi juga tergantung pada klorofil plankton yang terdapat dalam perairan tersebut.

Penarikan informasi linear

Informasi linear dalam citra penginderaan jauh dapat diinterpretasikan dalam bentuk pola garis. Informasi linear ini biasanya digunakan dalam menarik informasi berbentuk struktur garis/linear dalam citra. Bentuk informasi linear tersebut misalnya garis sesar atau patahan dalam bidang geologi, jaringan jalan perkotaan, atau jaringan sungai.

Pemodelan biofisik


Pemodelan biofisik adalah perekaman data pada kenampakan lingkungan biotik dan gejala yang diukur pada permukaan tanah. Contohnya, penginderaan untuk memperkirakan hasil panen, konsentrasi pencemaran, atau kedalaman air permukaan.

Pengenalan wilayah potensial sebagai tujuan wisata pesisir

Pengenalan wilayah potensial ini dilakukan dengan menganalisis citra satelit. Studi kasus ini pernah dilakukan oleh BPPT dan pusat penelitian geografi terapan UI. Wilayah yang pernah diteliti di antaranya wilayah kotamadya daerah tingkat II Ambon dan kabupaten daerah tingkat II Biak. Citra satelit yang dianalisis adalah SPOT dan landsat TM. Dari hasil interpretasi citra itu diperoleh informasi lahan daerah ini. Berdasarkan informasi yang diperoleh dari citra, kemudian diadakan kegiatan lebih lanjut, yaitu:

a. Melakukan periksa ulang wilayah yang berpotensi dengan data sekunder yang diperoleh dari instansi lain.

b. Mengunjungi lokasi tertentu guna melakukan survei lapangan

c. Mencocokkan daerah yang potensial tersebut dengan kriteria wilayah wisata sesuai dengan tujuan pengembangannya

d. Mencocokkan dengan tujuan dan sarana pembangunan

e. Menyusun prioritas wilayah untuk segera dikembangkan

Bidang hidrologi


Dalam bidang hidrologi, penginderaan jauh dapat dimanfaatkan untuk pemantauan daerah aliran sungai (DAS), pemetaan sungai, sedimentasi sungai, pemantauan luas daerah, dan intensitas banjir.

Biang geofisika


Dalam bidang geofisika, penginderaan jauh terutama digunakan untuk memetakan distribusi sumber daya alam, hutan, bahan tambang, persebaran debu vulkanik, tumpahan minyak (oil spill), relief dasar laut, pencemaran laut, pencemaran udara, tutupan awan dan temperatur permukaan, konsentrasi ozon, serta memantau kondisi iklim, pola angin, serta analisis cuaca.

F. Identifikasi bentang alam dan bentang budaya

Identifikasi kenampakan yang tergambar pada citra, dilakukan berdasarkan ciri-ciri yang terekam oleh sensor. Pengidentifikasian kenampakan pada citra, disebut interpretasi citra. Tiga ciri utama yang dapat digunakan untuk mengidentifikasi suatu kenampakan atau objek meliputi ciri spektral, ciri spasial, dan ciri temporal. Ciri spektral dihasilkan oleh interaksi antara benda dengan energi elektromagnetik yang dipancarkan sensor. Ciri spasial merupakan ciri yang berhubungan dengan ruang. Ciri temporal merupakan ciri yang berkaitan dengan umur benda saat perekaman.

Interpretasi citra dapat dilakukan secara manual atas dasar gambar yang ada pada citra (interpretasi visual) dan interpretasi secara digital atas dasar data numerik pada citra tersebut. Data visual atau numerik diubah menjadi informasi bagi kepentingan tertentu.

Pada interpretasi secara visual, urutan pekerjaan dimulai dengan delineasi (pengelompokan) objek-objek yang memiliki rona atau warna yang sama. Kemudian, setiap kelompok objek dikenali berdasarkan karakteristik spasial (pola, bentuk, ukuran, tekstur). Objek yang telah dikenali, kemudian diklasifikasikan sesuai dengan tujuan interpretasinya, dan digambarkan dalam peta kerja (peta tentatif). Untuk ketelitian hasil interpretasi, diperlukan pengujian lapangan atas peta tentatif tersebut. Pengujian lapangan dimaksudkan untuk meyakinkan kebenaran hasil atau memperbaiki hasil interpretasinya. Selain itu, pengujian lapangan juga digunakan untuk menambah data yang diperlukan yang tidak dapat diperoleh dari citra. Oleh karena itu, pekerjaan pengujian lapangan merupakan rangkaian yang tidak dapat terpisahkan dalam interpretasi citra. Setelah pengujian lapangan, kemudian dilakukan pengkajian atas pola objek yang akan dikaji. Tahapan ini baru merupakan tahapan pengenalan objek yang digambarkan dalam bentuk peta. Data yang disadap dari citra harus dimanfaatkan dan dikaji sesuai dengan tujuan studi, misalnya untuk analisis ekologi, geomorfologi, atau penggunaan tanah.

Pada interpretasi secara digital, bagian terkecil yang dapat digambarkan oleh sistem penginderaan jauh disebut “pixel” (picture elemen). Setiap pixel memiliki nilai spektral tertentu (nilai pixel). Nilai tersebut menunjukkan tingkat kegelapan (rona) yang diukur secara numerik.

Interpretasi data penginderaan jauh secara digital, pada dasarnya berupa klasifikasi pixel berdasarkan nilai spektralnya. Setiap kelompok pixel tersebut kemudian dicari kaitannya terhadap objek atau gejala di permukaan bumi. Artinya, setiap kelas mencerminkan objek atau gejala tertentu di muka bumi.

Selain itu, untuk mengidentifikasi citra baik secara manual maupun secara digital digunakan tujuh karakteristik dasar citra foto. Ketujuh karakteristik dasar tersebut adalah sebagai berikut.

a. Bentuk
Bentuk merupakan konfigurasi atau kerangka suatu objek yang dapat memperlihatkan kesan benda yang sedang diidentifikasi sesuai kenampakan pada foto udara. Misalnya, kenampakan gedung di wilayah perkotaan biasanya berbentuk persegi.

b. Ukuran
Ukuran berhubungan dengan skala foto. Ukuran kenampakan suatu benda pada citra biasanya dibandingkan dengan ukuran lainnya. Misalnya, ukuran bangunan perumahan biasanya lebih kecil dibandingkan dengan ukuran bangunan industri.

c. Bayangan
Bayangan dapat mempermudah penafsiran kenampakan suatu objek yang diidentifikasi.

d. Pola

Pola merupakan hubungan susunan keruangan suatu objek yang sedang diidentifikasi. Misalnya, pola aliran sungai yang berbentuk radial.

e. Tekstur

Tekstur merupakan perubahan tingkat kecerahan atau kegelapan pada citra. Tekstur juga merupakan gabungan dari bentuk, ukuran, pola, bayangan, dan tingkat kecerahan atau tingkat kegelapan dari suatu objek. Misalnya, perkebunan memiliki tekstur yang lebih halus dibandingkan dengan hutan.

f. Rona

Rona merupakan tingkat kegelapan atau kecerahan objek yang terekam pada citra hitam-putih. Rona dihasilkan dari pantulan objek yang direkam. Misalnya, rona yang dihasilkan oleh pantulan laut berbeda dengan rona yang dihasilkan oleh pantulan tanah.

g. Situs
Situs merupakan posisi suatu objek relatif terhadap objek lainnya. Misalnya, situs perkebunan teh umumnya berada di wilayah yang memiliki kemiringan lereng. Adapun situs rawa umumnya berada di wilayah dataran rendah.

Sebelum mempelajari bab ini, sebagian kamu pasti masih asing dengan istilah penginderaan jauh bukan? Nah, setelah mempelajari bab ini, kamu pasti sudah mengerti maksud, langkah-langkah, hasil, dan manfaat penginderaan jauh.

Baca Materi Selanjutnya Sistem Informasi Geografis

Related Posts

0 komentar:

Post a Comment

Panduan Berkomentar, Klik disini