B. Penginderaan Jauh
2. Komponen Penginderaan Jauh
Secara skematik menunjukkan gambaran umum proses dan komponen yang terkait di dalam sistem remote sensing dengan energi elektromagnetik untuk suatu sumber daya alam. Hal ini meliputi dua proses utama, yaitu pengumpulan data dan analisis data. Elemen proses pengumpulan data meliputi sumber energi, perjalanan energi melalui atmosfer, interaksi antara energi dengan kenampakan di muka bumi, sensor wahana pesawat terbang dan/atau satelit, dan hasil pembentukan data dalam bentuk piktorial dan/atau bentuk numerik.
Proses analisis data meliputi pengujian data dengan menggunakan alat interpretasi dan alat pengamatan untuk menganalisis data piktorial, dan atau komputer untuk menganalisis data sensor numerik. Data rujukan tentang sumber daya yang dipelajari (seperti peta tanah, data statistik tanaman, atau data uji medan) digunakan untuk membantu analisis data. Dengan bantuan data rujukan analisis mengambil informasi tentang jenis, bentangan, lokasi, dan kondisi berbagai sumber daya yang dikumpulkan sensor. Informasi ini kemudian disajikan, biasanya dalam bentuk peta, tabel, dan suatu bahasan tertulis atau laporan. Akhirnya informasi tersebut diperuntukkan bagi para pengguna yang memanfaatkannya untuk proses pengambilan keputusan.
Penginderaan jauh terdiri dari serangkaian komponen yang berupa tenaga, objek, sensor, data (citra), dan pengguna data.
a. Sumber Tenaga
Sumber tenaga dalam penginderaan jauh dapat dibedakan dua macam, yaitu sumber tenaga alamiah (sistem pasif) maupun sumber tenaga buatan (sistem aktif). Tenaga ini mengenai objek di permukaan bumi yang kemudian dipantulkan ke sensor.
Sistem pasif adalah sensor penginderaan jauh untuk mendeteksi objek dengan menggunakan pantulan sinar matahari yang mengenai objek tersebut. Oleh karena menggunakan energi matahari, sistem pasif hanya bias digunakana pada siang hari. Contoh sistem pasif adalah sensor Tematic Mapper dari satelit
48 landsat. Sistem aktif sensor penginderaan jauh untuk mendeteksi objek dengan menggunakan energi yang dipantulkan dari energi generator yang mengenai objek teresbut. Contoh sistem aktif adalah laser beam remote sensing sistem, yang mengirim energi dari sensor, energi akan mengenai objek di permukaan bumi dan dipantulkan kembali ke sensor. Contoh lain dari sistem aktif adalah radar yang memancarkan gelombang elektromagnetik.
Jumlah tenaga matahari yang mencapai bumi dipengaruhi oleh waktu (jam, musim), lokasi, dan kondisi cuaca. Jumlah tenaga yang diterima pada siang hari lebih banyak bila dibandingkan dengan jumlah pada pagi atau 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 dibanding 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.
Gambar: komponen-komponen sistem penginderaan jauh
(
49 Kondisi cuaca juga berpengaruh terhadap jumlah sinar yang mencapai bumi. Semakin banyak penutupan oleh kabut, asap, dan awan, maka akan semkin sedikit tenaga yang dapat mencapai bumi.
Gelombang elektromagnetik memiliki spektrum yang sangat luas. Hanya sebagian kecil dari spektrum gelombang elektromagnetik yang berupa berkas cahaya dapat dilihat oleh mata manusia, yaitu yang dikenal sebagai gelombang tampak (visible spectrum). Spektrum yang dapat dilihat oleh mata manusia ini terrentang dari 0,4 µm hingga 0,7 µm yang dapat dilihat pada warna pelangi.
Dalam aplikasi di lapangan, penginderaan jauh dimanfaatkan untuk membantu analisis morfologi lahan, sumberdaya bawah permukaan, serta militer. Pada sistem penginderaan ini digunakan spektrum gelombang yang lebih panjang. Spekrum ini adalah spektrum gelombang mikro (Micro wave) atau sering disebut dengan gelombang radar. Spektrum ini dapat ”melihat” objek dibawah permukaan, yang jauhnya ditentukan oleh panjang gelombang itu sendiri. Spektrum tersebut terbagi dalam beberapa saluran yang masing-masing memiliki kemampuan menembus suatu objek. Berdasarkan tipe dari sumber energi penginderaan jauh dibagi menjadi,
• Penginderaan Jauh Pasif : Penginderaan jauh dengan cara mendeteksi objek menggunakan energi yang dipantulkan dari sinar matahari yang mengenai objek tersebut. Misalnya satelit penginderaan jauh seperti Landsat, Ikonos, SPOT dsb. Sensornya disebut sensor pasif.
• Penginderaan Jauh Aktif : Penginderaan Jauh dengan cara mendeteksi objek menggunakan energi yang dipantulkan dari energi generator (misalnya radar) yang mengenai objek tersebut.
Sensornya disebut sensor aktif.
b. Atmosfer
Sebelum mengenai objek, energi yang dihasilkan sumber tenaga merambat melewati atmosfer. Atmosfer membatasi bagian sektrum
50 elektromagnetik yang dapat digunakan dalam penginderaan jauh. Pengaruh atmosfer merupakan fungsi panjang gelombang dan bersifat selektif terhadap panjang gelombang.
Atmosfer bersifat selektif terhadap panjang gelombang sehingga hanya sebagian kecil tenaga elektromagnetik dari radiasi sinar Matahari 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 (atmospheric window).
Kisaran panjang gelombang yang paling banyak digunakan dalam penginderaan jauh adalah sebagai berikut.
(a) Spektrum Gelombang Cahaya Tampak (Visible), yaitu spektrum gelombang cahaya yang memiliki panjang gelombang antara 0,4µm– 0,7µm. Cahaya tampak yang paling panjang adalah merah, sedangkan yang paling pendek adalah violet.
(b) SpektrumGelombang Cahaya Inframerah (Infrared), yaitu spektrum gelombang cahaya yang memiliki panjang gelombang antara 0,7µm– 1,0µm.
(c) Spektrum Gelombang Mikro, yaitu spektrum gelombang yang memiliki panjang gelombang antara 1,0µm–1,0µm. Tenaga berupa gelombang elektromagnetik dari radiasi Matahari tidak dapat mencapai permukaan bumi secara utuh. Gelombang elektromagnetik mengalami hambatan oleh atmosfer. Hambatan ini terutama disebabkan penyerapan, pantulan, dan hamburan oleh butir-butir yang ada di atmosfer, seperti debu, uap air, gas karbon dioksida, dan ozon.
c. Interaksi antara Tenaga dan Objek
Tiap objek mempunyai karakteristik tertentu dalam memantulkan atau memancarkan tenaga ke sensor. Pengenalan objek pada dasarnya dilakukan dengan menyidik (tracing) karakteristik spektral objek yang tergambar pada citra.
51 Interaksi antara tenaga atau radiasi dengan objek yang terdapat di permukaan Bumi dapat dikelompokkan menjadi tiga bentuk, yaitu sebagai berikut.
a. Absorption (A), yaitu proses diserapnya tenaga oleh objek. b. Transmission (T), yaitu proses diteruskannya tenaga oleh objek. c. Reflection (R), yaitu proses dipantulkannya tenaga oleh objek.
d. Sensor
Tenaga yang datang dari objek di permukaan bumi diterima dan direkam oleh sensor. Sensor adalah alat yang digunakan untuk melacak, mendeteksi, dan merekam suatu objek dalam daerah jangkauan tertentu. Tiap sensor mempunyai kepekaan tersendiri terhadap bagian spektrum elektromagnetik. Di samping itu juga kepekaan berbeda dalam mereka objek terkecil yang masih dapat dikenali dan dibedakan terhadap objek lain atau terhadap lingkungan sekitarnya. Kemampuan sensor untuk menyajikan gambaran objek terkecil ini disebut resolusi spasial. Semakin kecil objek yang dapat direkam oleh sensor menandakan semakin baik kualitas sensor tersebut.
Objek permukaan bumi dikumpulkan dan direkam oleh sensor dengan tiga cara, yaitu sebagai berikut.
(a) Distribusi Daya (force) direkam dengan Gravitometer, yaitu alat yang digunakan untuk mengumpulkan data yang berkaitan dengan gaya tarik Bumi. (b) Distribusi Gelombang Bunyi direkam dengan sonar yang diguna kan untuk
mengumpulkan data gelombang suara dalam air.
(c) Distribusi Gelombang Elektromagnetik direkam dengan kamera untuk Tiap sensor memiliki kepekaan tersendiri terhadap bagian spektrum elektromagnetik. Kemampuan sensor untuk merekam gambar terkecil disebut resolusi spasial. Semakin kecil objek yang dapat direkam oleh sensor, semakin baik kualitas sensor itu dan semakin baik resolusi spasial dari citra yang dihasilkan.
52 Berdasarkan proses perekamannya sensor dibedakan menjadi dua, yaitu sensor fotografi dan sensor elektrik.