B. Tujuan
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.9. Kalibrasi
Proses kalibrasi memiliki dua tahap, tahap pertama adalah tahap pengujian (Commissioning Phase) dan kedua tahap setelah pengujian (Application Calibration Phase). Tahap pengujian merupakan tahap yang dilakukan selama 6 bulan pertama satelit mengorbit. Tahap ini salah satunya melakukan pengujian kemampuan terhadap sensor antena aktif phase-array ASAR yang terdiri dari 320 T/R modul. Sedangkan tahap aplikasi kalibrasi adalah tahap setelah 6 bulan satelit mengorbit, tahap ini sampai sekarang masih terus dilakukan dan masih menjadi bagian penelitian di Eropa.
Menurut Koopman et. al (2002), kalibrasi diartikan sebagai proses yang bersifat kuantitatif yang menggambarkan pengaruh (tanggapan) sistem untuk mengontrol sinyal input. Kalibrasi biasanya dihubungkan dengan validation
sebagai suatu proses pembanding dari hasil kalibrasi yang dilakukan satelit. Sedangkan menurut Laur et. al (2002), kalibrasi merupakan teknik penurunan koefisien hamburan balik σo (radar backscattering coefficient) dari sinyal yang
diterima citra ASAR.
Produk kalibrasi dijalankan berdasarkan tiga prosedur, pertama kalibrasi internal yang sasarannya untuk mendapatkan instrumen internal yang berfungsi memindahkan dan menjalankan pendugaan mengenai noise. Ini dapat diperoleh dengan syarat sinyal dan khusus untuk pulsa kalibrasi ada dalam instrument tersebut. Kedua kriteria mode eksternal yang sasarannya terhadap special mode
seperti karakteristik dari antena pasif, proses pengulangan kalibrasi dan kehilangan petunjuk mekanik. Ini dilakukan dengan membawa transmisi utama yang diikuti rangkaian pulsa yang direkam diatas pesawat dan transponder yang bertindak sebagai alat penerima dibumi. Dan terakhir ketiga yaitu faktor kalibrasi eksternal yang sasarannya untuk memperoleh keseluruhan faktor kalibrasi. Ini dilaksanakan dengan mengukur pengaruh ketepatan transponder dengan mengetahui perbandingan radar cross section yang cukup tinggi untuk koefisien hamburan balik (Closa, 2002).
18 Seperti halnya untuk SAR didalam ERS-1 dan ERS-2, faktor kalibrasi dari ASAR diperoleh dan dimonitor dengan alat kalibrator atau transponder radar aktif yang memiliki kemampuan yang sangat tinggi. Transponder kalibrasi ASAR didesain pada dasarnya sama dengan transponder ESR, tetapi sekarang ada beberapa penambahan sistemsehingga menjadi lebih komplek. Keunggulan yang paling mengagumkan pada transponder ASAR yaitu dapat menghandel perbedaan polarisasi dan juga dapat diprogram untuk polarisasi HH, HV, VV dan VH. Selain itu, perbedaan yang nyata antara ASAR dan ERS adanya penambahan special mode untuk karakteristik eksternal ASAR. Pada setiap mode untuk pemancar terdapat 10 kolom dimana tiap kolom tersebut terdapat 32 baris dan masing- masing baris terdapat 10 kolom, untuk yang lain didesain sama dengan transponder ERS (Buck, 2002).
Menurut Mather pengaruh impuls transponder dipakai untuk mendapatkan nilai konstanta kalibrasi. Pada dasarnya, sebelum respon transponder dapat digunakan untuk mendapatkan konstanta kalibrasi, hal pertama yang dibutuhkan adalah memindahkan konstribusi dasar hamburan balik dari area sekitar pengaruh impuls.
ERS adalah satu dari sistem SAR yang terpenting pada platform spaceborne. Satu dari kemajuan tersebut memiliki kemampuan menjalankan berbagai bentuk radiometrik dengan sangat baik. Kamampuan tersebut didukung dengan berbagai studi dari kalibrasi dan validasi yang keduanya bertempat di Eropa atau tempat yang lain. Rencana kalibrasi dan validasi didalam konteks Eropa masih dalam suatu perkembangan. Walau bagaimanapun, ada kebutuhan khusus untuk manghasilkan kalibrasi dan validasi saat ini.
Menurut Laur et. al (2002) ada dua asumsi dasar berhubungan dengan sudut datang lokal terhadap hamburan balik adalah ;
• Permukaan yang datar dipertimbangkan. Sudut datang tergantung pada ellipsoid yang bervariasi dari jarak terdekat 19.50 sampai jarak terjauh 26.50.
• Setiap perubahan sudut datang distributed target dapat diabaikan.
Koefisien hamburan balik radar (s0) dihubungkan ke radar brightness dengan persamaan berikut :
19
σo
= βo x sin α
Dimana σo : Koefisien Hamburan-balik Radar (Terkalibrasi)
βo
: Radar Brightness (Power)
α : Sudut Datang (Incidence Angle)
Sinus dari alfa merupakan perwakilan dari sudut datang lokal. Parameter ini merupakan satu bagian penting dalam proses pencitraan geometri SAR. Pada semua produk PRI dari ERS-1 dan ERS-2 diasumsikan bahwa sudut datang dari permukaan gambar dapat dinyatakan elipsoid. Ini berlaku untuk kemiringan permukaan lokal manapun, yang mana menjadi hal penting untuk wilayah berbukit atau bergunung. Hasil sudut datang aktual dapat diperoleh dengan menggunakan model digital elevasi (DEM).
Intens itas nilai pixel pada produk PRI SAR ERS langsung setara (proposional) untuk radar brightness (ß0). Digital number (DN) merupakan nilai pixel produk PRI yang langsung dihubungkan ke ß0 dan s0 dengan persamaan berikut.
[DN]2 = k (Konstanta) x ß0 (Radar Brightness)
Dimana nilai k adalah nilai konstanta kalibrasi dan aref adalah sudut datang
referensi 230. Konstanta khusus untuk tipe dari produk data dan untuk proses utama.
Tidak seperti AMI SAR ERS yang beroperasi dengan antena pasif phased- array, ENVISAT ASAR meliputi antena aktif yang terdiri dari 320 sub-array, yang masing- masing subnya dihubungkan ke modul pemancar atau penerima (TRM). Setiap TRM memiliki dua rangkaian pemancar, satu untuk polarisasi horizontal satu untuk vertikal dan satu rangkaian penerima untuk kedua-duanya. Ketiga rangkaian secara bebas diprogram pada amplitude dan fase untuk memberikan pola elevasi sapuan yang diperlukan. Keseluruhan sistem gain absolute dapat lebih teliti dihitung dari respon gambar point target dengan radar cross section (RSC).
Envisat ASAR mendeteksi seluruh permukaan yang diproyeksikan pada suatu produk yang akan dikirim sebagai radar brightness (pola elevasi antena dan mengkoreksi cakupan daerah yang hilang tanpa mengubah sudut datang), sedangkan untuk produk slant range komplek dikirim tanpa mengkoreksi jalur
20 silang radiometrik manapun. Persamaan dibawah dipakai untuk menurunkan koefisien hamburan balik (σo) pada metode distributed target (laur et. al, 2002) .
σo = sin( ) Konstanta ] [ 2 D DN α
Kalibrasi dan validasi merupakan perkembangan studi area penginderaan jauh sehingga tidak ada satu solusi saja yang tepat dalam membandingkan semua situasi. Kalibrasi dan validasi selalu dipelajari dalam setiap waktu satelit beroperasi. Sejak tahap-tahap kalibrasi dan validasi telah berjalan, ada beberapa parameter yang mungkin diubah agar dapat diproses menjadi lebih baik.
Dalam SAR dikenal dua metode kalibrasi, Point Target dan Distributed Target. Untuk metode pertama biasanya dipergunakan pada target khusus, dalam hal ini satu titik pixel citra yang akan dikalibrasi. Metode ini cukup sulit dan perkembangannya masih menjadi studi penelitian di Eropa. Metode ini biasanya dipergunakan untuk militer dalam mencari target sasaran utama. Metode kedua
distributed target yang sasarannya pada suatu luasan pixel tertentu dengan syarat memiliki wilayah yang homogen. Dalam metode ini terdapat 2 level kalibrasi yaitu, level 1 yang berbasis flat earth (referensi permukaan bumi elipsoid) dan level ke-2 berbasis digital elevasi model (DEM). Kedua level ini sangat ditentukan oleh jenis data yang dipakai, untuk radarsat digital number (DN) dapat dipergunakan dalam mencari turunannya yaitu ß0, s0 hingga ?0 dalam geometri yang berbeda-beda. Pada ERS termasuk Envisat nilai DN selalu ekivalen dengan ß0 dan ini juga dapat diturunkan menjadi s0 dan ?0. Turunan sigma nought (s0) merupakan level pertama dalam kalibrasi yang dikenal dengan nilai koefisien hamburan balik sedangkan gamma nought merupakan level kedua kalibrasi yang memerlukan nilai elevasi aktual sehingga outputnya berbasis DEM.