Bagian 3 : ANALISIS KEBUTUHAN SISTEM SATELIT PENGINDERAAN JAUH
3.1 Sistem Satelit Penyedia Data di Indonesia
3.1 Sistem Satelit Penyedia Data di Indonesia
Berdasarkan hasil pada Bagian 2, dapat diidentifikasi bahwa jenis data dan citra satelit yang dibutuhkan oleh institusi di Indonesia umumnya terbatas pada IKONOS, SPOT (Satellite Pour l’Observation de la Terre), Landsat, ALOS (Advance Land Observation Satellite) dan NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration). Beberapa jenis citra lainnya, seperti Quickbird dapat disubstitusikan dengan data citra yang disebutkan di atas (lihat Tabel 1.1). Berikut adalah beberapa sistem satelit dan sensor yang sering digunakan di Indonesia.
• Sistem Satelit NOAA-AVHRR. Advanced Very High Resolution
Radiometer (AVHRR) adalah sensor ruang angkasa yang dimiliki oleh NOAA yang mengorbit pada kutub. Instrumen AVHRR mengukur reflektansi dari Bumi dalam 5 pita spektral yang relatif besar. Dua pita pertama berpusat di sekitar pita merah (0.6 mikrometer, 500 THz) dan dekat-inframerah (near infrared – 0.9 mikrometer, 300 THz), yang ketiga terletak sekitar 3.5 mikrometer, dan dua pita terakhir yang merekam radiasi termal yang dipancarkan oleh bumi. Satelit
NOAA-AVHRR melintasi equator dua kali dalam sehari yaitu pada pukul 07.30 dan 19.30 waktu matahari setempat. Data pengamatan pagi paling sering digunakan untuk studi tanah, sedangkan data pengamatan sore digunakan untuk studi atmosfer dan laut. Luas wilayah cakupan (swath width) atau lebar wilayah di permukaan bumi yang dapat dilihat oleh satelit ini adalah sekitar 2.500 kilometer dari ketinggian antara 833 atau 870 kilometer di atas permukaan bumi. Resolusi tertinggi yang dapat diperoleh dari instrumen AVHRR saat ini adalah 1.1 kilometer Tujuan utama instrumen ini adalah untuk memantau awan dan untuk mengukur emisi termal bumi. Sensor ini telah terbukti berguna untuk mempelajari perubahan iklim dan degradasi lingkungan.
• Sistem Satelit sensor MODIS. MODIS (The Moderate-resolution Imaging
Spectroradiometer) adalah salah satu instrument utama yang dibawa Earth Observing System (EOS) Terra dan Aqua, yang merupakan bagian dari program antariksa Amerika Serikat, National Aeronautics and Space Administration (NASA). Program ini merupakan program jangka panjang untuk mengamati, meneliti dan menganalisa lahan, lautan, atmosfir bumi dan interaksi diantara faktor-faktor ini.
Satelit Terra berhasil diluncurkan pada Desember 1999 dan akan disempurnakan dengan satelit Aqua pada tahun 2002. Satelit ini mengorbit bumi secara polar (arah utara-selatan) pada ketinggian 705 km dan melewati garis khatulistiwa pada jam 10:30 waktu lokal. Lebar cakupan wilayah (swath width) pada permukaan bumi setiap putarannya sekitar 2.330 km. Pantulan gelombang elektromagnetik yang diterima sensor MODIS sebanyak 36 bands (36 interval panjang
gelombang), mulai dari 0.405 sampai 14.385 µm (mikrometer). Data terkirim dari satelit dengan kecepatan 11 Megabytes per detik dengan resolusi radiometrik 12 bits. Artinya obyek dapat dideteksi dan dibedakan sampai 212 (= 4.096) derajat keabuan (grey levels). Satu elemen citra (pixels, picture element) berukuran (resolusi spasial) sekitar 250 m (band 1-2), 500 m (band 3-7) dan 1.000 m (band 8-36). MODIS dapat mengamati tempat yang sama di permukaan bumi setiap hari untuk kawasan di atas lintang 30; dan setiap 2 hari untuk kawasan di bawah lintang 30 termasuk Indonesia.
Dengan karakteristik seperti yang dijelaskan di atas, MODIS memiliki beberapa kelebihan dibanding NOAA-AVHRR. Diantara kelebihannya adalah lebih banyaknya spektral panjang gelombang (resolusi radiometrik) dan lebih telitinya cakupan lahan (resolusi spasial) serta lebih kerapnya frekuensi pengamatan (resolusi temporal). MODIS juga memiliki kelebihan efektifitas ekonomi untuk riset-riset global dan kontinental sampai beberapa tahun mendatang.
Produk MODIS dikatagorikan menjadi tiga bagian: produk pengamatan vegetasi, radiasi permukaan bumi, dan tutupan lahan. Diantara capaian riset adalah pendeteksian kebakaran hutan, pendeteksian perubahan tutupan lahan dan pengukuran suhu permukaan bumi. Suhu permukaan bumi dipadukan dengan data albedo (fraksi cahaya yang dipantulkan permukaan bumi) dimanfaatkan untuk pemodelan iklim. Dengan resolusi spasial yang semakin tinggi, dimungkinkan riset tentang prakiraan, dampak serta adaptasi regional yang diperlukan dalam menghadap perubahan lingkungan.
• Sistem Satelit Landsat
Program Landsat merupakan program observasi bumi dengan sejarah yang panjang. Sistem Landsat dikembangkan dan dioperasikan oleh Amerika Serikat sejak tahun 1972 dengan satelit Landsat-1 yang membawa sensor multispectral scanner (MSS). Setelah tahun 1982, ditambahkan sensor Thematic Mapper (TM). Pada April 1999 Landsat-7 diluncurkan dengan membawa sensor Enhanced Thematic Mapper
(ETM). Kemudian diikuti oleh peluncuran Landsat-8 pada bulan Februari 2013 dengan sensor TM dan ETM+. Karakteristik sensor ETM+ Landsat dapat dilihat dari tabel di bawah ini:
Tabel 3.1. Spesifikasi Sensor ETM pada Landsat-7
Sistem Landsat-7
Orbit 705 km, 98.2o, sun-synchronous, 10:00 AM crossing, rotasi 16 hari (repeat cycle) Sensor Swath ETM+ (Enhanced Thematic Mapper)
Width 185 km (FOV=15o)
Off-track viewing Tidak tersedia Revisit Time 16 hari
Band-band Spektral (µm) 0.45 -0.52 (1), 0.52-0.60 (2), 0.63-0.69 (3), 0.76-0.90 (4), 1.55-1.75 (5), 10.4-12.50 (6), 2.08-2.34 (7), 0.50-0.90 (PAN) Ukuran Piksel Lapangan
(Resolusi spasial)
15 m (PAN), 30 m (band 1-5, 7), 60 m band 6 Resolusi spasial menengah
Aplikasi Perubahan tutupan lahan
Pengenalan dan/atau pemetaan terhadap mineral dan jenis batuan
• Sistem Satelit IKONOS. IKONOS pertama kali dikembangkan oleh Lockheed Martin Corporation sebagai sistem satelit remote sensing komersial (Commercial Remote Sensing System - CRSS) yang dimulai sejak tahun 1994. Nama satelit IKONOS berarti “gambar” dalam bahasa Yunani. IKONOS adalah satelit yang mempunyai tiga sumbu stabil yang dirancang oleh Lockheed Martin. Desain ini kemudian dikenal sebagai sistem bus satelit LM900. Ketinggian satelit diukur oleh dua sistem pelacak bintang (star tracker) dan sensor matahari, dikendalikan oleh empat roda reaksi, serta penentuan posisi atau koordinat oleh sistem
Global Positioning System (GPS).
Bus satelit LM900 adalah bus tiga sumbu stabil yang dirancang untuk membawa berbagai variasi muatan ilmiah. Muatan untuk berbagai aplikasi penginderaan ilmiah dan remote dapat ditampung termasuk sensor laser, pencitra, sensor radar, sensor elektro-optik dan astronomi, serta sensor planet.
IKONOS memiliki aperture lensa utama 0.7 m, dan focal optik sepanjang 10 m yang dilipat dengan menggunakan 5 lensa. Lensa utama memiliki desain sarang lebah untuk mengurangi berat. Detektor di bidang fokus termasuk pankromatik dan sensor multispektral, dengan spesifikasi masing-masing 13.500 pixel dan 3.375 piksel (cross - track). Berat total dari instrumen adalah 171 kg dan membutuhkan 350 watt sebagai daya. Spesifikasi teknis dari IKONOS dan dibandingkan dengan sistem Quickbird (sistem satelit dengan spesifikasi yang mirip dengan IKONOS dalam hal resolusi spasial) dapat dilihat pada tabel berikut.
Tabel 3.2. Spesifikasi IKONOS dan Quickbird
• Sistem Satelit Radar
Penggunaan sensor radar untuk pemantauan kebumian dimulai oleh satelit NASA - Seasat yang membawa 3 radar sensor yaitu: Synthetic Aperture Radar (SAR) untuk keperluan pengambilan data dengan resolusi tinggi; Radar altimeter untuk mengukur topografi laut melalui profil tinggi muka air laut dengan akurasi yang tinggi (dengan skala centimeter); Wind scatterometer untuk mengukur kecepatan dan arah angin. Ketiga instrumen tetsebut saat ini sudah banyak digunakan pada beberapa satelit. Data dari sensor radar ini, atau kombinasi dari ketiga instrumen tersebut dapat digunakan untuk mendefinisikan geoid, memantau arus laut dan untuk mempelajari fenomena laut skala global seperti El Nino.
Aplikasi SAR saat ini sudah banyak berkembang mulai dari aplikasi geologi, pemantauan hasil panen pertanian, pemantauan kapal, pemantauan kebencanaan dan juga aplikasi militer lainnya. Hal ini dikarenakan aplikasi SAR, berbeda dengan aplikasi berbasis optik, yaitu tidak tergantung pada sinar matahari serta kondisi iklim dan cuaca seperti tutupan awan, kabut dan lain-lain.