1 Konsep Inderaja Satelit

8/16/2019 1 Konsep Inderaja Satelit

1/14

Penginderaan Jauh Satelit

Geomatics Training and Research CenterSubsidiary of PT. Waindo SpecTerra 1

PENGINDERAAN JAUH SATELIT

I. Definisi dan Konsep Dasar Penginderaan Jauh

Penginderaan jauh adalah ilmu, teknologi dan seni perolehan data, pengolahan

dan penyajian 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

penginderaan jauh, sensor tidak langsung berkontak dengan obyek yang diamati.

Hal tersebut membutuhkan alat penghantar secara fisik atau media untuk

menyampaikan informasi dari obyek ke sensor melalui medium.

Pada Pelatihan ini penginderaan jauh lebih dibatasi pada suatu teknologi

perolehan informasi permukaan bumi (laut dan daratan) dengan menggunakan

sensor yang terpasang pada platform satelit dan spaceborne (pesawat ruang

angkasa).

II.

Energi Elektromagnetik dalam Penginderaan Jauh Satelit

Salah satu media yang paling banyak digunakan oleh penginderaan jauh dengan

wahana satelit ialah transmisi energi secara elektromagnetik. Contoh energi

elektromagnetik ini ialah cahaya yang nampak oleh mata manusia.


2/14


Geomatics Training and Research CenterSubsidiary of PT. Waindo SpecTerra

2

Gambar1: Ilustrasi perekaman berbagai fenomena yang ada di permukaan

menggunakan teknologi penginderaan jauh.

Energi elektromagnetik menunjukkan gejala gelombang yang ditransmisikan

secara transversal. Pada dasarnya gejala gelombang ini dapat digambarkan

sebagai gerak berayun yang harmonis memiliki frekuensi dan kecepatan tertentu

serta dapat diilustrasikan sebagai gerak sinusoidal seperti pada Gambar 2 di

bawah ini. Berdasarkan konsep fisika dasar, gelombang mempunyai persamaan

umum sebagai berikut :

C = f x

C = kecepatan cahaya (3 x 108 m/dtk)

f = frekuensi

λ = panjang gelombang


3/14



3

Gambar 2: Gelombang elektromagnetik dengan komponen meliputi gelombang

elektrik sinusoidal (E) dan Gelombang magnetik sinusoidal (M).

Energi elektromagnetik bergerak dengan kecepatan tertentu yaitu 3x108 m/detik.

Karena kecepatan atau C tetap, maka frekuensi f dan panjang gelombang λ selalu

berbanding terbalik. Frekuensi atau panjang gelombang tertentu mempunyai

karakteristik tertentu pula sehingga dikelompok-kelompokkan sebagai spektrum.

Gambar 3: Spektrum Elektromagnetik

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


4/14



4

bagian spektrum satu dengan spektrum berikutnya. Bagian spektrum sinar tampak

(± 0,4 – 0,7 µm) pada gambaran logaritmik merupakan bagian sempit, yang dapat

memberikan sensasi pada mata manusia.

Sifat radiasi elektromagnetik lebih mudah dijelaskan dengan menggunakan teori

gelombang, tetapi interaksi antara energi elektromagnetik dengan obyek-obyek

lain dapat dijelaskan dengan teori partikel. Teori partikel menyatakan bahwa

radiasi elektromagnetik terdiri dari beberapa bagian terpisah yang disebut sebagai

foton. Hubungan antara teori gelombang dengan teori quantum dalam perilaku

radiasi elektromagnetik dapat dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut :

E = hc /

Karena besarnya energi berbanding terbalik dengan panjang gelombang, maka

dapat dikatakan bahwa makin panjang panjang gelombang yang digunakan makin

rendah kandungan energinya.

III. Interaksi Energi Elektromagnetik dengan Atmosfer

Semua radiasi yang dideteksi oleh sensor pada sistem penginderaan jauh satelit

melewati 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 diindera berpengaruh terhadap

variasi total atmosfer.

Pengaruh atmosfer sangat bervariasi tergantung pada intensitas dan komposisi

spektral radiasi yang tersedia bagi suatu sistem penginderaan satelit. Pengaruh ini

disebabkan oleh mekanisme hamburan (scattering) dan serapan (absorption) oleh

atmosfer.


5/14



5

Gambar 4: Hamburan (Scaterring) dan Serapam (Absorption)

IV. Interaksi Energi Elektromagnetik dengan Obyek diPermukaan Bumi

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 ( ) = ER ( ) + EA +ET ( )

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.


6/14



6

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. S ebagai 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.

V. Pantulan Spektral Vegetasi, Tanah dan Air

Gambar 5: Pantulan spectral energi elektromagnetik matahari terhadap

vegetasi, tanah dan air yang diterima oleh sansor satelit.

Pada gambar 4. 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.


7/14



7

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) (Lillesand 2000).

Gambar 6: Kurva Pantulan spectral yang mencirikan obyek vegetasi, tanah dan

air.

VI. Sensor dan Wahana (Platform)

Teknologi Penginderaan Jauh

6.1. Sensor

Sensor adalah alat untuk mengukur dan merekam energi elektromagnetik. Dalamsystem penginderaan jauh, sensor dapat dibedakan dalam 2 kategori yaitu sensor

aktif dan sensor pasif. Uraian mengenai hal tersebut adalah sebagai bberikut:

6.1.1 Sensor Pasif

Untuk sensor pasif tergantung pada sumber energi dari luar, yaitu matahari.

Sehingga penginderaan jauh sistem pasif menerima energi yang dipantulkan


8/14



8

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.

Permukaan Bumi

Matahari Sensor Pasif Sensor Pasif Sensor Aktif

Pantulan Sinar

Matahari

Energi Bumi

Permukaan Bumi

Matahari Sensor Pasif Sensor Pasif Sensor Aktif

Pantulan Sinar

Matahari

Energi Bumi

Gambar 7: Sistem sensor penginderaan jauh jauh satelit.

6.1.2 Sensor Aktif

Untuk sensor aktif mempunyai sumber energy sendiri. Pengukuran dengan sensor

aktif lebih dapat dikontrol karena tidak tergantung kepada kondisi cuaca dan

waktu. Sebagai contoh sensor aktif antara lain scanner LASER, RADAR

altimeter, Citra RADAR, dan sebagainya.


9/14



9

Gambar 8: 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.

6.2. (Wahana) Platform

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.


10/14



10

VII. 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.

7.1. Citra Digital dan Analog

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 mempunyaiinformasi koordinat (row dan column) dan nilai spectral yang dikonversi dalam

bentuk angka, yang biasa disebut DN (Digital Number).

7.2. Pixel

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.


11/14



11

45

26 81

53 35 57

Kolo

Baris

band

band

band

DN -

Pixel

Gambar 9: Data citra satelit dengan nilai spektral yang dimilikinya.

Kualitas data penginderaan jauh pada utamanya ditentukan oleh karakteristik system

sensor platform.

Gambar 10: Data citra satelit Landsat TM5 dengan nilai spectral yang

dimilikinya.


12/14



12

7.2.1. Resolusi Spektral atau radiometrik

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.

7.2.2. Resolusi Spasial

Resolusi spasial didasarkan pada unit terkecil suatu obyek yang diukur,

menunjukkan ukuran minimum obyek. Sebagai contoh ukuran per pixel untukSPOT5 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 11: Perbandingan Resolusi Spasial citra satelit Landsat MSS 5m, Landsat

TM5 30m, SPOT4 20m dan SPOT4 Pan 10m. Data citra satelit Landsat

TM5 dengan nilai spectral yang dimilikinya.


13/14



13

7.2.2.

Resolusi Temporal (Pengulangan Perekaman)

Resolusi temporal (Revisit time) adalah waktu pengulangan pengambilan atau

perekaman data pada posisi obyek yang sama. Satelit Landsat 7 ETM+ melakukan

pengambilan atau perekaman data pada posisi obyek yang sama setiap16 hari,

sedangkan satelit IKONOS II selama 4 hari untuk posisi tegak dan setiap hari

dapat melakukan perekaman karena kemampuannya untuk perekaman dalam

posisi oblique (miring).


14/14



14

DAFTAR PUSTAKA

- Lillesand and Kiefer, “Penginderaan Jauh dan Interpretasi Citra

Penginderaan Jauh, Gadjah mada University Press, Yogyakarta, 1998

-

Lucas L. F. Jenssen & Wim H. Bakker. 2000. “ Principles of Remote Sensing.

ITC Educational Textbook Series” . The International Institute for Aerospace

Survey and Earth Sciences (ITC), Enschede – The Netherlands.

Documents

1 Konsep Inderaja Satelit