3 PEMANFAATAN DATA PENGINDERAAN JAUH UNTUK
3.2. Sensor pada Satelit NOAA
3.2.1. Sensor Advanced Very High Resolution Radiomater
Sensor Advanced Very High Resolution Radiomater (AVHRR)
mempunyai fungsi untuk mendeteksi pantulan gelombang elektromanetik oleh awan, obyek di permukaan bumi, serta gelombang emisi suhu permukaan awan dan permukaan perairan. Sensor AVHRR mempunyai 6 detektor yang bekerja pada kanal radiometer dengan panjang gelombang yang berbeda mulai dari sinar tampak (visible) dan infra merah termal.
Sensor AVHRR yang pertama hanya terdiri dari 4 kanal radiometer, dibawa oleh TIROS-N yang diluncurkan pada bulan Oktober 1978. Kanal radiometer pada AVHRR kemudian disempurnakan menjadi 5 (lima) kanal radiometer yang dikenal dengan sensor AVHRR/2 dan pertama kali dibawa oleh satelit NOAA-7 yang diluncurkan pada bulan Juni 1981. Sensor AVHRR yang terakhir adalah AVHRR/3 dengan 6 (enam) kanal radiometer yang dibawa oleh satelit NOAA-15 yang diluncurkan pada Mei 1998.
Data yang dihasilkan sensor AVHRR dibagi menjadi 2 jenis yaitu data Local Areal Coverage (LAC) dan Global Area Coverage (GAC). Data AVHRR dari jenis LAC mempunyai resolusi spasial 1,1 km dititik nadir lintasan satelit. Setiap orbit mampu merekam data yang mencakup lebar sapuan daerah pengamatan sekitar 3000 km sedangkan liputan utara selatannya dapat mencapai lebih dari 5.000 km. Data AVHRR dari
masing-masing kanal mempunyai karakterisktik tertentu, sehingga potensi pemanfaatan datanya berlainan. Data kanal-kanal 1 dan 2 dapat dimanfaatkan antara lain untuk pemantauan vegetasi. Sementara itu, data
kanal infra merah dan infra merah termal (kanal 3, 4, dan 5) dapat
digunakan untuk estimasi suhu permukaan darat dan permukaan laut. Karakteristik sensor AVHRR yang terdiri dari panjang gelombang, spectral, dan kegunaannya sebagaimana diperlihatkan pada Tabel Tabel 3.4.
Data AVHRR sangat potensial untuk dimanfaatkan dalam proses estimasi suhu permukaan laut (SPL) secara global dan kontinyu dalam suatu periode pengamatan. Karena resolusi temporalnya sangat tinggi (dua kali setiap hari) maka dapat dilakukan pemetaan suhu permukaan laut dalam periode harian, mingguan atau periode-periode pengamatan lainnya. Dengan tersedianya tiga kanal dalam kisaran spektrum radiasi infra merah dan infra merah termal tersebut dimungkinkan untuk melakukan estimasi SPL menggunakan data multikanal (kombinasi data dari dua atau tiga kanal radiometer).
Tabel 3.4. Karakteristik sensor AVHRR/2 yang dibawa oleh satelit NOAA-7, 9, 11, 12 and 14.
Nomor Kanal
Panjang
Gelombang (um) Spektral Kegunaan
1 0,58 - 0,68 Sinar
tampak Pemetaan awan pada siang hari, pemantauan salju dan lapisan es serta cuaca
2 0,72 - 1,10 Sinar
tampak
Pemantauan perkembangan
tumbuh-tumbuhan (indeks
vegetasi), deteksi awan dan salju
3 3,55 - 3,93 Infra
merah dekat
Penentuan awan pada malam hari, pengukuran SPL, membedakan antara daratan dan laut, memantau aktivitas vulkanik, dan monitoring kebakaran hutan
4 10,50 - 11,50 Infra
merah termal
Pemetaan awan baik siang maupun malam, pengukuran suhu permukaan laut, dan penelitian air tanah
5 11,50 - 12,50 Infra
merah termal
Sama seperti saluran 4 dan merupakan koreksi terhadap data saluran 4
Tabel di atas menujukkan bahwa sensor AVHRR/2 mempunyai 5 kanal radiometer. Kombinasi kanal 3 dan 4, digunakan untuk mendeteksi panas dan suhu permukaan laut di malam hari. Kombinasi kanal 4 dan 5, untuk pemetaan awan di siang atau malam hari, pengukuran SPL, kelengasan tanah, dan penelitian air tanah. Sensor AVHRR/3 mempunyai 6 kanal radiometer dengan penambahan pada kanal 3 menjadi kanal 3A dank anal 3B, lihat Tabel 3.5 berikut. Dalam operasinya, kanal 3A dan 3B tiidak dioperasikan secara serentak, hanya salah satu saja yang dioperasikan sesuai kebutuhan, sehingga jumlah kanal yang diterima tetap 5 kanal.
Tabel 3.5. Karakteristik sensor AVHRR/3 yang dibawa oleh satelit NOAA-15, 16, 17, 18 and 19. No. Nomor Kanal Resolusi pada Nadir Panjang
Gelombang (um) Kegunaan
1 1 1,09 km 0,58 - 0,68 Pemetaan awan dan
permukaan di siang hari.
2 2 1,09 km 0,725 - 1,00 Pemetaan awan dan
permukaan di siang hari, serta batas daratan dan air.
3 3A 1,09 km 1,58 - 1,64 Deteksi es dan salju.
4 3B 1,09 km 3,55 - 3,93 Pemetaan awan di malam
hari, suhu permukaan.
5 4 1,09 km 10,30 - 11,30 Pemetaan awan malam
hari dan suhu permukaan laut.
6 5 1,09 km 11,50 - 12,50 Pemetaan awan malam
hari dan Suhu permukaan laut.
Sumber: NOAA(2013).
Sensor NOAA-AVHRR melakukan scanning secara serentak
dengan frekuensi 40 kHz, dan dikonversi menjadi 10 bit data biner dengan jumlah sampling sebanyak 2048 sampel yang selanjutnya dikenal dengan nama pixel (picture element) dan setiap pixel dikuantifikasi dalam bentuk data biner 10 bit. Dengan kata lain, sensor AVHRR melakukan pengamatan terhadap muka bumi arah barat-timur sebanyak 2048 sampel. Sementara itu, sensor NOAA-AVHRR seri sebelumnya menghasilkan data dalam bentuk biner 8 bit.
Dalam kegiatan pengolahan data sehari-hari khususnya dalam analisis visual, jumlah digit dari bilangan biner dinyatakan sebagai tingkat keabuan. Jika setiap pixel dikuantifikasi menjadi 8 digit data, berarti setiap
pixel data mempunyai nilai antara 0 sampai dengan 28-1 atau 255, yang sehari-hari desebut dengan istilah 256 tingkat keabuan (grey scale). Jika dibuat citra komposit 3 kanal data, akan dihasilkan citra dengan tingkatan warna 256 x 256 x 256 = 16.777.216 atau yang dikenal dengan istilah 16 juta warna.
Jika data NOAA-AVHRR yang setiap pixelmempunyai nilai biner 10 digit, berarti setiap pixel dari 1 kanal data mempunyai nilai 0 sampai dengan 210-1 atau 1023, yang sehari-hari disebut dengan istilah 1024 tingkat keabuan (grey scale). Jika 3 kanal data NOAA-AVHRR 10 bit dibentuk menjadi warna komposit, tidak berarti menghasilkan citra dengan tingkatan warna 1024 x 1024 x 1024 = 1.073.741.824 atau 1 miliar tingkat warna, tetapi tetap menghasilkan citra warna komposit 16 juta warna. Hal ini disebabkan karena keterbatasan sistem visualisasi pada komputer dan kemampuan mata manusia membedakan tingkatan dan jenis warna.
Disamping data hasil observasi oleh sensor AVHRR, pada setiap data yang dikirim ke stasiun bumi terdapat header data. Pada headerdata AVHRR yang diterima dari satelit NOAA juga terdapat data gain dan interceptyang sangat bermanfaat pada proses pengolahan awal data, yaitu pada saat melakukan konversi dari nilai pixel menjadi nilai irradians. Sensor AVHRR kanal 1,2, dan 3A sinar tampak 10 bit mempunyai dua GaindanIntercept, seperti diperlihatkan pada Table 3.6 berikut.
Table 3.6. Nilai gain and intercept data AVHRR/3 kanal sinar tampak.
NOAA Gain Intercept
1, 2 0-25% 26-100 0-500 501-1.023 3A 12,5% 12,6-100% 0-500 501-2023
Sebagaimana diuraikan sebelumnya bahwa dalam 1 lintasan satelit NOAA-AVHRR dapat dicakup daerah pengamatan sekitar 3.000km barat-timur dan lebih dari 5.000 km utara selatan. Gambaran luas liputan pengamatan sensor AVHRR tersebut sebagaimana diperlihatkan pada Gambar 3.3. Namun demikian, untuk keperluan pengolahan data, dilakukan pemotongan untuk cakupan wilayah Indonesia saja, seperti diperlihatkan pada Gambar 3.4.
Gambar 3.3 memperlihatkan bahwa 1 lintasan satelit NOAA mampu meliput wilayah Nusa Tenggara Barat, Pulau Kalimantan, Pulau Jawa, sebagian Pulau Sumatera, sebagian Australia, Semanjung Malaka dan Indochina. Citra tersebut sekaligus membuktika bahwa dalam satu lintasan satelit NOAA-AVHRR mampu mencakup daerah pengamatan utara-selatan mulai dari Indochina sampai dengan Austrlia, sedangkan barat-timurnya mulai bagian timur dari Pulau Sumarera sampai sebelah timur Pulau Sulawesi.
Citra sinar tampak kanal 1 dan kanal 2 menunjukkan kenampakan yang baik, kontras antara daratan dan perairan laut cukup tajam, walaupun
pada beberapa tempat tertutup oleh awan. Namun demikian, terdapat warna cerah yang membentang utara selatan di atas wilayah Kalimantan barat sampai wilayah Jawah Timur dan Nusa Tenggara Barat, diduga sebagai “sunglint”. Dampak dari “sunglint” ini kurang menguntungkan karena pada wilayah-wilayah yang terkena dampak “sunglint” tersebut tidak dapat diolah untuk memperoleh informasi khususnya SPL.