Gambar Komponen Penginderaan Jauh dan Penjelansannya
Rangkaian komponen itu berupa tenaga, obyek, sinar, sensor, data, dan pengguna. Karena tidak semua tenaga yang berasal dari matahari dapat mencapai permukaan bumi, interaksi antara tenaga dan atmosfer sering dimasukan ke dalam sistem penginderaan jauh.
Demikian pula halnya interkasi antara tenaga dan obyek, karena hasil interaksinya menentukan besarnya tenaga yang dapat mencapai sensor. Apabila salah satu komponennya berubah maka seluruh sistem penginderaan jauhnya juga berubah. Oleh karena itu maka sistem penginderaan jauh sering dibedakan berdasarkan salah satu komponennya.
Penginderaan jauh sering dinamakan sebagai suatu sistem gambaran objek permukaan bumi merupakan hasil interaksi antara tenaga dan objek yang direkam. Tenaga yang dimaksud adalah radiasi matahari, tetapi jika perekaman tersebut dilakukan pada malam hari dibuat tenaga buatan yang dikenal sebagai tenaga pulsar.
Penginderaan jauh yang hanya menggunakan sumber tenaga matahari sering pula dinamakan sistem penginderaan jauh pasif.
Untuk memudahkan perbincangan tentang pengertian umum sistem penginderaan jauh maka sistem penginderaan jauh beserta komponen-komponennya disajikan secara skemataik pada gambar berikut.
Dalam Penginderaan Jauh harus ada sumber tenaga, baik sumber tenaga alamiah maupun sumber tenaga buatan.
Tenaga ini mengenai obyek di permukaan bumi yang kemudian dipantulkan ke sensor.
Ia juga dapat berupa tenaga dari obyek yang dipancarkan ke sensor.
Jumlah tenaga matahari yang mencapai bumi dipengaruh oleh waktu (jam, musim), lokasi, dan kondisi cuaca. Jumlah tenaga yang diterima pada siang hari lebih banyak bila dibandingkan dengan jumlahnya pada sore hari.
Kedudukan matahari terhadap tempat di bumi berubah sesuai dengan perubahan musim. Pada musim di saat matahari berada tegak lurus di atas suatu tempat, jumlah tenaga yang diterima lebih besar bila dibandingkan dengan pada musim lain di saat matahari kedudukannya condong terhadap tempat itu.
Di samping itu, jumlah tenaga yang diterima juga dipengaruhi oleh letak tempat di permukaan bumi. Tempat-tempat di ekuator menerima tenaga lebih banyak bila dibandingkan terhadap tempat-tempat di lintang tinggi.
Untuk waktu dan letak yang sama, jumlah sinar yang mencapai bumi dapat berbeda bila kondisi cuaca berbeda. Semakin banyak penutupan oleh kabut, asap, dan awan, maka akan semakin sedikit tenaga yang dapat mencapai bumi.
Jumlah tenaga yang dapat mencapai bumi dapat disajikan dalam formula berikut:
E = f(w,l,c)
dimana:
E = tenaga yang mencapai bumi
f = fungsi
w = waktu, yaitu jam atau musim pemotretan
l = letak tempat
c = kondisi cuaca
Dasar fisika pendinderaan jauh menjelaskan bahwa tenaga yang diterima sensor dapat berupa tenaga pantulan maupun tenaga pancaran yang berasal dari obyek di permukaan bumi.
Jumlah tenaga yang diterima oleh sensor tersebut bergantung pada jumlah tenaga asal dan bergantung pula pada karakteristik obyeknya. Bagi tenaga pantulan, jumlah tenaga yang diterima oleh sensor sebesar pantulan (%) dikalikan tenaga yang mengenai obyeknya.
Bila tenaga yang mencapai obyek sebesar 100 unit, daya pantul obyeknya 30%, maka jumlah tenaga yang dapat mencapai sensor sebesar 30 unit. Bagi tenaga pancaran, jumlah tenaga yang mencapai sensor bergantung atas suhu dan daya pancar obyek.
Semakin banyak tenaga yang diterima oleh sensor akan semakin cerah ujud obyeknya pada citra. Daya pantul obyek, suhu obyek, dan daya pancar obyek merupakan karakteristik spektral obyek.
Uraian singkat ini dapat diujudkan dalam formula sebagai berikut:
er = f(E.p)
dimana:
er = tenaga pantulan
E = tenaga yang mencapai obyek
p = daya antul
ep = f(T.d)
dimana:
ep = tenaga pancaran
T = suhu absolut obyek
d = pancaran atau daya pancar obyek
Pengumpulan data dalam penginderaan jauh dilakukan dari jarak jauh dengan menggunakan sensor buatan. Oleh karena itu, diperlukan tenaga peng hubung yang membawa data objek ke sensor. Data tersebut di kumpulkan dan direkam melalui tiga cara dengan variasi sebagai berikut.
Distribusi daya (force), contohnya Gravitometer mengumpulkan data yang berkaitan dengan gaya tarik bumi. Distribusi gelombang bunyi, contohnya Sonar digunakan untuk mengumpulkan data gelombang suara dalam air.
Distribusi gelombang elektromagnetik, contohnya kamera untuk mengumpulkan data yang berkaitan dengan pantulan sinar.
Penginderaan jauh yang menggunakan tenaga buatan disebut sistem penginderaan jauh aktif. Hal ini didasarkan bahwa perekaman objek pada malam hari diperlukan bantuan tenaga di luar matahari.
Proses perekaman objek tersebut melalui pancaran tenaga buatan yang disebut tenaga pulsar yang berkecepatan tinggi karena pada saat pesawat bergerak tenaga pulsar yang dipantulkan oleh objek direkam.
Oleh karena tenaga pulsar memantul, pantulan yang tegak lurus memantulkan tenaga yang banyak sehingga rona yang terbentuk akan berwarna gelap.
Adapun tenaga pantulan pulsa radar kecil, rona yang terbentuk akan cerah. Sensor yang tegak lurus dengan objek membentuk objek gelap disebut near range, sedangkan yang membentuk sudut jauh dari pusat perekaman disebut far range.
Dalam penginderaan jauh harus ada sumber tenaga yaitu matahari yang merupakan sumber utama tenaga elektro magnetik alami.
Penginderaan jauh dengan memanfaatkan tenaga alamiah disebut penginderaan jauh sistem pasif.
Tenaga ini mengenai obyek di permukaan bumi yang kemudian dipantulkan ke sensor.
Ia juga dapat berupa tenaga dari obyek yang dipancarkan ke sensor.
Jumlah tenaga matahari yang mencapai bumi dipengaruh oleh waktu (jam, musim), lokasi, dan kondisi cuaca. Jumlah tenaga yang diterima pada siang hari lebih banyak bila dibandingkan dengan jumlahnya pada sore hari.
Kedudukan matahari terhadap tempat di bumi berubah sesuai dengan perubahan musim. Pada musim di saat matahari berada tegak lurus di atas suatu tempat, jumlah tenaga yang diterima lebih besar bila dibandingkan dengan pada musim lain di saat matahari kedudukannya condong terhadap tempat itu.
Di samping itu, jumlah tenaga yang diterima juga dipengaruhi oleh letak tempat di permukaan bumi. Tempat-tempat di ekuator menerima tenaga lebih banyak bila dibandingkan terhadap tempat-tempat di lintang tinggi.
Untuk waktu dan letak yang sama, jumlah sinar yang mencapai bumi dapat berbeda bila kondisi cuaca berbeda. Semakin banyak penutupan oleh kabut, asap, dan awan, maka akan semakin sedikit tenaga yang dapat mencapai bumi.
Jumlah tenaga yang dapat mencapai bumi dapat disajikan dalam formula berikut:
E = f(w,l,c)
dimana:
E = tenaga yang mencapai bumi
f = fungsi
w = waktu, yaitu jam atau musim pemotretan
l = letak tempat
c = kondisi cuaca
Dasar fisika pendinderaan jauh menjelaskan bahwa tenaga yang diterima sensor dapat berupa tenaga pantulan maupun tenaga pancaran yang berasal dari obyek di permukaan bumi.
Jumlah tenaga yang diterima oleh sensor tersebut bergantung pada jumlah tenaga asal dan bergantung pula pada karakteristik obyeknya. Bagi tenaga pantulan, jumlah tenaga yang diterima oleh sensor sebesar pantulan (%) dikalikan tenaga yang mengenai obyeknya.
Bila tenaga yang mencapai obyek sebesar 100 unit, daya pantul obyeknya 30%, maka jumlah tenaga yang dapat mencapai sensor sebesar 30 unit. Bagi tenaga pancaran, jumlah tenaga yang mencapai sensor bergantung atas suhu dan daya pancar obyek.
Semakin banyak tenaga yang diterima oleh sensor akan semakin cerah ujud obyeknya pada citra. Daya pantul obyek, suhu obyek, dan daya pancar obyek merupakan karakteristik spektral obyek.
Uraian singkat ini dapat diujudkan dalam formula sebagai berikut:
er = f(E.p)
dimana:
er = tenaga pantulan
E = tenaga yang mencapai obyek
p = daya antul
ep = f(T.d)
dimana:
ep = tenaga pancaran
T = suhu absolut obyek
d = pancaran atau daya pancar obyek
Pengumpulan data dalam penginderaan jauh dilakukan dari jarak jauh dengan menggunakan sensor buatan. Oleh karena itu, diperlukan tenaga peng hubung yang membawa data objek ke sensor. Data tersebut di kumpulkan dan direkam melalui tiga cara dengan variasi sebagai berikut.
Distribusi daya (force), contohnya Gravitometer mengumpulkan data yang berkaitan dengan gaya tarik bumi. Distribusi gelombang bunyi, contohnya Sonar digunakan untuk mengumpulkan data gelombang suara dalam air.
Distribusi gelombang elektromagnetik, contohnya kamera untuk mengumpulkan data yang berkaitan dengan pantulan sinar.
Penginderaan jauh yang menggunakan tenaga buatan disebut sistem penginderaan jauh aktif. Hal ini didasarkan bahwa perekaman objek pada malam hari diperlukan bantuan tenaga di luar matahari.
Proses perekaman objek tersebut melalui pancaran tenaga buatan yang disebut tenaga pulsar yang berkecepatan tinggi karena pada saat pesawat bergerak tenaga pulsar yang dipantulkan oleh objek direkam.
Oleh karena tenaga pulsar memantul, pantulan yang tegak lurus memantulkan tenaga yang banyak sehingga rona yang terbentuk akan berwarna gelap.
Adapun tenaga pantulan pulsa radar kecil, rona yang terbentuk akan cerah. Sensor yang tegak lurus dengan objek membentuk objek gelap disebut near range, sedangkan yang membentuk sudut jauh dari pusat perekaman disebut far range.
Dalam penginderaan jauh harus ada sumber tenaga yaitu matahari yang merupakan sumber utama tenaga elektro magnetik alami.
Penginderaan jauh dengan memanfaatkan tenaga alamiah disebut penginderaan jauh sistem pasif.
Atmosfer bersifat selektif terhadap panjang gelombang sehingga hanya sebagian kecil tenaga elektromagnetik yang dapat mencapai permukaan bumi dan dimanfaatkan untuk penginderaan jauh.
Bagian spektrum elektromagnetik yang mampu melalui atmosfer dan dapat mencapai permukaan bumi disebut jendela atmosfer. Jendela atmosfer yang paling dikenal orang dan digunakan dalam penginderaan jauh hingga sekarang spektrum tampak yang dibatasi oleh gelombang 0,4 m s/d 0,7 m.
Tenaga elektromagnetik dalam jendela atmosfer tidak seluruhnya dapat mencapai permukaan bumi secara utuh karena sebagian terhalang oleh atmosfer.
Hambatan ini terutama disebabkan oleh butir- butir yang ada di atmosfer, seperti debu, uap air, dan berbagai macam gas. Proses penghambatannya dapat terjadi dalam bentuk serapan, pantulan, dan hamburan.
Atmosfer membatasi bagian spektrum elektromagnetik yang dapat digunakan dalam penginderaan jauh. Pengaruh atmosfer merupakan fungsi panjang gelombang. Pengaruhya bersifat selektif terhadap panjang gelombang.
Karena pengaruhnya yang selektif inilah maka timbul istilah jendela atmosfer yaitu bagian spektrum elektromagnetik yang dapat mencapai bumi. Dalam jendela atmosfer ada hambatan atmosfer, yaitu kendala yang disebabkan oleh hamburan pada spektrum tampak dan serapan yang terjadi pada spektrum inframerah termal.
Bagian spektrum elektromagnetik yang mampu melalui atmosfer dan dapat mencapai permukaan bumi disebut jendela atmosfer. Jendela atmosfer yang paling dikenal orang dan digunakan dalam penginderaan jauh hingga sekarang spektrum tampak yang dibatasi oleh gelombang 0,4 m s/d 0,7 m.
Tenaga elektromagnetik dalam jendela atmosfer tidak seluruhnya dapat mencapai permukaan bumi secara utuh karena sebagian terhalang oleh atmosfer.
Hambatan ini terutama disebabkan oleh butir- butir yang ada di atmosfer, seperti debu, uap air, dan berbagai macam gas. Proses penghambatannya dapat terjadi dalam bentuk serapan, pantulan, dan hamburan.
Atmosfer membatasi bagian spektrum elektromagnetik yang dapat digunakan dalam penginderaan jauh. Pengaruh atmosfer merupakan fungsi panjang gelombang. Pengaruhya bersifat selektif terhadap panjang gelombang.
Karena pengaruhnya yang selektif inilah maka timbul istilah jendela atmosfer yaitu bagian spektrum elektromagnetik yang dapat mencapai bumi. Dalam jendela atmosfer ada hambatan atmosfer, yaitu kendala yang disebabkan oleh hamburan pada spektrum tampak dan serapan yang terjadi pada spektrum inframerah termal.
Tiap obyek memiliki karakteristik tertentu dalam memantulkan atau memancarkan tenaga ke sensor. Pengenalan obyek pada dasarnya dilakukan dengan menyidik (tracing) karakteristik spektral obyek yang tergambar pada citra.
Obyek yang banyak memantulkan/memancarkan tenaga akan tampak cerah pada citra, sedang obyek yang pantulannya/pancarannya sedikit tampak gelap.
Meskipun demikian, pada kenyataanya tidak sesederhana ini. Ada obyek yang berlainan tetapi mempunyai karakteristik spektral sama atau serupa sehingga menyulitkan pembedaanya dan pengenalannya pada citra.
Hal ini dapat diatasi dengan menyidik karakteristik lain selain karakteristik spektral, seperti misalnya bentuk, ukuran, dan pola.
Obyek yang banyak memantulkan/memancarkan tenaga akan tampak cerah pada citra, sedang obyek yang pantulannya/pancarannya sedikit tampak gelap.
Meskipun demikian, pada kenyataanya tidak sesederhana ini. Ada obyek yang berlainan tetapi mempunyai karakteristik spektral sama atau serupa sehingga menyulitkan pembedaanya dan pengenalannya pada citra.
Hal ini dapat diatasi dengan menyidik karakteristik lain selain karakteristik spektral, seperti misalnya bentuk, ukuran, dan pola.
Tenaga yang datang dari obyek di permukaan bumi diterima dan direkam oleh sensor. Tiap sensor mempunyai kepekaan tersendiri terhadap bagian spektrum elektromagnetik.
Disamping itu juga kepekaanya berbeda dalam merekam obyek terkecil yang masih dapat dikenali dan dibedakan terhadap obyek lain atau terhadap lingkungan sekitarnya.
Kemampuan sensor untuk menyajikan gambaran obyek terkecil ini disebut resolusi spasial. Resolusi spasial ini merupakan petunjuk bagi kualitas sensor.
Semakin kecil obyek yang dapat direkam olehnya, semakin baik kualitas sensornya.
Berdasarkan atas proses perekamannya, sensor dibedakan atas sensor fotografik dan sensor elektromagnetik.
1. Sensor Fotografik
Pada sensor fotografik, proses perekamannya berlangsung dengan cara kimiawi.
Tenaga elektromagnetik diterima dan direkam pada lapisan emulsi film yang dilakukan dari pesawat udara atau wahana lainnya.
Fotonya disebut foto satelit atau foto orbital. Jadi, dalam proses ini film berfungsi sebagai penerima tenaga dan sekaligus sebagai alat perekamannya.
Jika pemotretan dilakukan dari pesawat udara atau wahana lainnya, citranya disebut foto udara. Jika pemotretannya dilaku kan melalui antariksa, citranya disebut citra orbital atau foto satelit.
2. Sensor Elektrik
Berbeda dengan sensor fotografik, sensor elektronik menggunakan tenaga elektrik dalam bentuk sinyal elektrik.
Alat penerima dan perekamnya berupa pita magnetik atau detektor lainnya, buka film.
Sinyal elektrik yang direkam pada pita magnetik ini kemudian dapat diproses menjadi data visual maupun menjadi data digital yang siap dikomputerkan.
Pemrosesannya menjadi citra dapat dilakukan dengan dua cara, yakni dengan memotret data yang direkam oleh pita magnetik yang telah diujudkan secara visual pada sejenis layar televisi, atau dengan menggunakan film perekam khusus.
Hasil akhirnya memang berupa foto dengan sebagai alat perekamnya, akan tetapi film disini hanya berfungsi sebagai alat perekam saja, bukan sebagai alat penerima tenaga secara langsung yang sekaligus sebagai alat perekam.
Oleh karena itu, hasil akhirnya tidak disebut foto udara, melainkan disebut citra penginderaan jauh yang untuk mudahnya disingkat dengan citra.
Citra meliputi semua gambaran visual planimetrik yang diperoleh dengan jalan penginderaan jauh. Jadi foto udara termasuk citra, akan tetapi tidak semua citra berupa foto udara.
Kepekaan sensor tidak sama. Sensor fotografik hanya peka terhadap spektrum tampak (0,4 μm - 0,7μm) dan perluasannya, yaitu spektrum ultraviolet dekat (0,3μm - 0,4μm) dan spektrum inframerah dekat (0,7μm - 0,9μm).
Sensor elektronik lebih besar kepekaanya, yakni meliputi spektrum tampak dan perluasannya, spektrum inframerah termal, dan spektrum gelombang mikro.
Disamping itu juga kepekaanya berbeda dalam merekam obyek terkecil yang masih dapat dikenali dan dibedakan terhadap obyek lain atau terhadap lingkungan sekitarnya.
Kemampuan sensor untuk menyajikan gambaran obyek terkecil ini disebut resolusi spasial. Resolusi spasial ini merupakan petunjuk bagi kualitas sensor.
Semakin kecil obyek yang dapat direkam olehnya, semakin baik kualitas sensornya.
Berdasarkan atas proses perekamannya, sensor dibedakan atas sensor fotografik dan sensor elektromagnetik.
1. Sensor Fotografik
Pada sensor fotografik, proses perekamannya berlangsung dengan cara kimiawi.
Tenaga elektromagnetik diterima dan direkam pada lapisan emulsi film yang dilakukan dari pesawat udara atau wahana lainnya.
Fotonya disebut foto satelit atau foto orbital. Jadi, dalam proses ini film berfungsi sebagai penerima tenaga dan sekaligus sebagai alat perekamannya.
Jika pemotretan dilakukan dari pesawat udara atau wahana lainnya, citranya disebut foto udara. Jika pemotretannya dilaku kan melalui antariksa, citranya disebut citra orbital atau foto satelit.
2. Sensor Elektrik
Berbeda dengan sensor fotografik, sensor elektronik menggunakan tenaga elektrik dalam bentuk sinyal elektrik.
Alat penerima dan perekamnya berupa pita magnetik atau detektor lainnya, buka film.
Sinyal elektrik yang direkam pada pita magnetik ini kemudian dapat diproses menjadi data visual maupun menjadi data digital yang siap dikomputerkan.
Pemrosesannya menjadi citra dapat dilakukan dengan dua cara, yakni dengan memotret data yang direkam oleh pita magnetik yang telah diujudkan secara visual pada sejenis layar televisi, atau dengan menggunakan film perekam khusus.
Hasil akhirnya memang berupa foto dengan sebagai alat perekamnya, akan tetapi film disini hanya berfungsi sebagai alat perekam saja, bukan sebagai alat penerima tenaga secara langsung yang sekaligus sebagai alat perekam.
Oleh karena itu, hasil akhirnya tidak disebut foto udara, melainkan disebut citra penginderaan jauh yang untuk mudahnya disingkat dengan citra.
Citra meliputi semua gambaran visual planimetrik yang diperoleh dengan jalan penginderaan jauh. Jadi foto udara termasuk citra, akan tetapi tidak semua citra berupa foto udara.
Kepekaan sensor tidak sama. Sensor fotografik hanya peka terhadap spektrum tampak (0,4 μm - 0,7μm) dan perluasannya, yaitu spektrum ultraviolet dekat (0,3μm - 0,4μm) dan spektrum inframerah dekat (0,7μm - 0,9μm).
Sensor elektronik lebih besar kepekaanya, yakni meliputi spektrum tampak dan perluasannya, spektrum inframerah termal, dan spektrum gelombang mikro.
Perolehan data dapat dilakukan dengan cara manual, yaitu dengan interpretasi secara visual dan dapat pula dengan cara digital, yaitu dengan menggunakan alat bantu komputer.
Citra udara pada umumnya ditafsirkan secara manual, sedangkan data hasil penginderaan jauh secara elektronik dapat ditafsirkan secara manual maupun secara digital.
Citra udara pada umumnya ditafsirkan secara manual, sedangkan data hasil penginderaan jauh secara elektronik dapat ditafsirkan secara manual maupun secara digital.
Pengguna (user) merupakan komponen penting dalam penginderaan jauh karena pengguna data ini dapat menentukan diterima atau tidaknya hasil penginderaan jauh tersebut.
Data yang dihasilkan dari sistem penginderaan jauh merupakan data yang sangat penting bahkan mungkin termasuk dalam kategori sangat rahasia untuk kepentingan orang banyak.
Di negara-negara maju, data hasil penginderaan jauh dijadikan sebagai rahasia negara sehingga tidak sembarang pengguna yang dapat mengakses dan menggunakannya.
Keberhasilan aplikasi penginderaan jauh terletak pada dapat diterima atau tidaknya hasil penginderaan jauh itu oleh para pengguna data. Jadi, pengguna data merupakan komponen yang penting dalam sistem penginderaan jauh.
Kerincian, keandalan, dan kesesuaiannya terhadap kebutuhan pengguna sangat menentukan diterima atau tidak diterimanya data penginderaan jauh oleh para penggunanya. Dalam hal ini data hasil interpretasi foto udara telah hampir seabad dimanfaatkan oleh pengguna data dalam rangka pengelolaan sumber daya dan lingkungan, sedang penginderaan jauh lainnya masih relatif baru.
Meskipun pada saat ini sering dikatakan bahwa penginderaan jauh yang baru ini masih dalam taraf eksperimental atau semi operasional, prospeknya untuk masa mendatang baik sekali.
Data yang dihasilkan dari sistem penginderaan jauh merupakan data yang sangat penting bahkan mungkin termasuk dalam kategori sangat rahasia untuk kepentingan orang banyak.
Di negara-negara maju, data hasil penginderaan jauh dijadikan sebagai rahasia negara sehingga tidak sembarang pengguna yang dapat mengakses dan menggunakannya.
Keberhasilan aplikasi penginderaan jauh terletak pada dapat diterima atau tidaknya hasil penginderaan jauh itu oleh para pengguna data. Jadi, pengguna data merupakan komponen yang penting dalam sistem penginderaan jauh.
Kerincian, keandalan, dan kesesuaiannya terhadap kebutuhan pengguna sangat menentukan diterima atau tidak diterimanya data penginderaan jauh oleh para penggunanya. Dalam hal ini data hasil interpretasi foto udara telah hampir seabad dimanfaatkan oleh pengguna data dalam rangka pengelolaan sumber daya dan lingkungan, sedang penginderaan jauh lainnya masih relatif baru.
Meskipun pada saat ini sering dikatakan bahwa penginderaan jauh yang baru ini masih dalam taraf eksperimental atau semi operasional, prospeknya untuk masa mendatang baik sekali.
Sumber:
Sutanto. 1994. Penginderaan Jauh. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press.
Posting Komentar