PENDAYAGUNAAN RESOLUSI CITRA SATELIT PENGINDERAAN JAUH Alhadi Saputra
Bidang Sistem Informasi Kedirgantaraan, Pusjigan-LAPAN [email protected]
Teknologi Penginderaan Jauh (Remote Sensing) telah merubah paradigma visualisasi permukaan bumi dari impian menjadi kenyataan, dari fiksi ilmiah menjadi bukti ilmiah. Lompatan teknologinya telah menghasil- kan manfaat yang sangat berguna bagi banyak bidang
yang berkaitan dengan manajemen pemanfaatan bumi dan permukaannya. Produk teknologi pengindera- an jauh yang sangat luar biasa berupa citra satelit den- gan resolusi spasial yang tinggi, dengan memberikan visual permukaan bumi yang sangat detail.
Citra Satelit merupakan masukan data atau hasil observasi dalam proses penginderaan jauh dan merupakan suatu gambaran permukaan bumi yang direkam oleh sensor (kamera) dalam bentuk image (gambar) secara digital ((http://imahagiregion3.word- press.com/2012/11/09/citra-quickbird-penginderaan- jauh/). Citra satelit telah banyak diaplikasikan diber- bagai bidang seperti meteorologi, pertanian, geologi, kehutanan, konservasi, keanekaragaman hayati, peren-
Skema aplikasi teknologi penginderaan jauh
canaan daerah, pendidikan, kecerdasan dan militer.
Citra dapat diartikan sebagai gambaran yang tampak dari suatu obyek yang sedang diamati, se- bagai hasil liputan atau rekaman suatu alat pemantau atau sensor yang dipasang pada wahana satelit ruang angkasa dengan ketinggian lebih dari 400 km dari per- mukaan bumi. Citra memerlukan proses interpretasi atau penafsiran terlebih dahulu dalam pemanfaatan- nya.
SOSIALITA
SOSIALITA
▸ Baca selengkapnya: peralatan dalam penginderaan jauh yang dipasang wahana yang berfungsi sebagai alat perekam objek di permukaan bumi yang sedang diteliti disebut
(2)Salah satu karakteristik dari citra satelit adalah resolusi. Resolusi dari sebuah citra adalah karak- teristik yang menunjukkan tingkat ketelitian yang di- miliki oleh sebuah citra. Dengan kata lain resolusi adalah kemampuan suatu sistem optik-elektronik untuk membedakan informasi yang secara spasial berdeka- tan atau secara spektral memiliki kemiripan. Dalam penginderaan jauh dikenal empat konsep re-solusi, yai- tu resolusi spasial, resolusi temporal, re-solusi spektral, dan resolusi radiometrik. Sehingga pengertian resolusi mencakup beberapa hal yaitu:
• Ukuran ketelitian data citra satelit
• Kemampuan menampilkan sejumlah piksel pada susunan (layer) tayangan
• Kemampuan semua jenis pengindera (lensa, ante- na, tayangan, bukaan rana, dan lain lain.) untuk me- nyajikan citra tertentu dengan tajam. Ukuran dapat dinyatakan dengan baris per mm atau meter. Pada citra RADAR, resolusi biasa di-nyatakan dalam le- bar pancaran efektif dan panjang jangkauan. Pada citra infra merah resolusi biasa dinyatakan dalam IFOV. Resolusi juga dapat dinyatakan dalam per- bedaan temperatur atau karakter lain yang mampu diukur secara fisik.
Dalam hal resolusi, setiap jenis citra memiliki keunggulan dan kekurangan, seperti yang dijelaskan sebagai berikut:
1. Resolusi spasial
Resolusi spasial adalah ukuran objek terkecil yang masih dapat dibedakan, dan dikenali pada citra.
Semakin kecil ukuran objek yang dapat direkam, se- makin baik resolusi spasialnya. Begitupun sebaliknya, semakin besar ukuran obyek yang dapat direkam, se- makin buruk resolusi spasialnya.
Dalam kaitan ini, mucullah istilah resolusi tinggi dan resolusi rendah. Pada istilah pertama, uku- ran pikselnya relatif kecil sehingga dapat menggam- barkan bagian permukaan bumi secara detail dan halus. Sementara yang kedua, ukuran pikselnya rela- tif besar sehingga hasil penggambarannya agak kasar.
Resolusi spasial merupakan luas suatu objek di bumi yang diukur dalam satuan piksel pada citra satelit. Mi- salnya pengambilan gambar suatu objek dengan ukuran luas aslinya 30 m x 30 m yang ditampilkan pada citra satelit dengan ukuran 1 piksel maka dikatakan bahwa citra satelit tersebut mempunyai resolusi spasial 30 m. Dengan kata lain apabila citra mempunyai resolusi spasial 30 m, maka 1 piksel pada citra satelit mewakili luasan aslinya berukuran 30 m x 30 m. Jadi semakin kecil ukuran asli suatu objek tersebut dalam 1 piksel pada citra satelit maka semakin jelas dan detail tampi lan objek tersebut pada citra satelit. Tingkat resolusi spasial citra satelit ini dipengaruhi oleh kemampuan sensor (kamera) dalam merekam objek yang terkecil.
Proses perekaman citra satelit
Media Dirgantara, Vol. 8 No. 1 Maret 2013 6
SOSIALITA
SOSIALITA
Citra satelit terbentuk dari serangkaian matrik elemen gambar disebut piksel yaitu unit terkecil dari sebuah citra. Piksel sebuah citra pada umumnya berbentuk segi empat dan mewakili suatu area tertentu pada citra.
Citra yang menampilkan area dengan cakupan yang luas biasanya memiliki resolusi spasial yang rendah.
Berdasarkan tingkatan resolusinya citra satelit dibeda- kan menjadi 3 macam, yaitu :
• Citra resolusi rendah, dengan resolusi spasial an- tara 15 m s/d 30 m, misalnya citra satelit Landsat.
• Citra resolusi sedang, dengan resolusi spasial 2.5 m s/d 10 m, misalnya citra satelit SPOT.
• Citra resolusi tinggi, dengan resolusi spasial 0.6 m s/d 1 m, misalnya citra satelit IKONOS dan Quick- Bird. Berikut adalah resolusi spasial pada beberapa jenis citra ditunjukan pada Tabel di bawah ini:
Tabel Resolusi Spasial Gambar Resolusi Spasial
SOSIALITA
SOSIALITA
2. Resolusi Temporal
Resolusi temporal adalah kemampuan sensor untuk merekam ulang objek yang sama. Semakin cepat suatu sensor merekam ulang objek yang sama, dikatakan semakin baik resolusi tempo- ralnya. Resolusi temporal be- berapa satelit disajikan pada Tabel berikut ini :
Gambar Resolusi Temporal
pada kemampuan sensor dalam mendefinisikan inter val panjang gelombang elektromagnetik secara halus.
Oleh karena itu, citra digital high spectral resolu- tion merupakan hasil rekaman dari suatu batas-batas spektral tertentu dan bandwidth yang cukup sempit.
Dengan cara ini diharapkan dapat diperoleh spectral signature yang lebih akurat pada obyek-obyek dis- krit dibandingkan dengan bandwith yang lebih lebar.
3. Resolusi Spektral
Resolusi spektral merupakan ukuran kemam- puan sensor dalam memisahkan objek pada beberapa kisaran panjang gelombang. Resolusi spektral merujuk pada batas-batas spektral, domain atau lebar band ra- diasi elektromagnetik yang direkam oleh sistem sensor satelit tersebut. Dengan kata lain, resolusi ini merujuk
Media Dirgantara, Vol. 8 No. 1 Maret 2013 8
SOSIALITA
SOSIALITA
Tabel Resolusi Spektral dan Aplikasinya untuk Studi Kasus di Lapangan
4. Resolusi Radiometrik
Resolusi radiometrik yaitu ukuran kemam- puan sensor dalam merekam atau mengindera perbe- daan terkecil suatu obyek dengan obyek yang lain, dapat dikatakan sebagai ukuran kepekaan sensor.
Resolusi radiometrik berhubungan dengan kekuatan sinyal, kondisi atmosfier (hamburan, serapan dan tu- tupan awan), dan saluran spektral yang digunakan.
Oleh karena itu penggunaan citra pengindera- an jauh digital sangat dipengaruhi oleh kualitas citra atau kemampuan koreksi (koreksi radiometrik dan ko- reksi geometrik) atau merestorasi datanya. Sehingga informasi yang diperoleh cukup akurat dan dapat di- andalkan selain itu juga berfungsi untuk memulihkan data citra yang menga -lami distorsi ke arah gambaran yang lebih sesuai dengan keadaan sebenarnya.
Resolusi radiometrik merupakan range repre- sentasi/kuantisasi data, biasanya dipergunakan untuk format raster. Range tersebut dapat berupa : 2 bit (0-
1), 3 bit (0-3), 4 bit (0-15), 5 bit (0-31), 6 bit (0-63), 7 bit (0-127), 8 bit (0-255), 10 bit (0-1023), 16 bit (0- 65535).
Karakteristik Satelit Satelit IKONOS
Satelit IKONOS adalah satelit resolusi tinggi yang dioperasikan oleh GeoEye. Kemampuannya adalah mencitrakan dengan resolusi multispektral 3,2 m dan in- fra merah dekat pankromatik 0,82 mm. Aplikasinya un tuk pemetaan sumberdaya alam daerah pedalaman dan perkotaan, analisis bencana alam, kehutanan, pertanian, pertambangan, teknik konstruksi, pemetaan perpaja- kan, dan deteksi perubahan. Mampu menyediakan data yang relevan untuk studi lingkungan dan menyediakan pandangan udara dan foto satelit untuk banyak tempat di seluruh dunia (http://pitikuye.blogspot.com/2013/04/
karakteristik-satelit-penginderaan-jauh.html)
SOSIALITA
SOSIALITA
Media Dirgantara, Vol. 8 No. 1 Maret 2013 10
Satelit QuickBird
QuickBird adalah satelit resolusi tinggi milik DigitalGlobe yang menggunakan sensor BGIS 2000 yang mempunyai derajat ketelitiannya dengan resolusi 0,61 m. Citra satelit ini merupakan sumber yang sangat
Citra Satelit Ikonos
Citra Satelit QuickBird
baik untuk studi lingkungan dan analisis perubahan peng- gunaan lahan, pertanian, dan kehutanan. Dalam bidang perindustrian, citra satelit ini dapat dimanfaatkan untuk eksplorasi minyak atau gas, teknik konstruksi, dan stu- di lingkungan. ((http://pitikuye.blogspot.com/2013/04/
karakteristik-satelit-penginderaan-jauh.html)
SOSIALITA
SOSIALITA
Satelit Landsat-8
Satelit Landsat-8 telah berhasil diluncurkan NASA pada tanggal 11 Februari 2013 lalu bertempat di Vandenberg Air Force Base, California. Data Land- sat-8 akan tersedia untuk di download tanpa biaya dari Glovis, Earth Explorer atau Viewer Landsat Look.
Landsat-8 akan mengorbit setiap 99 menit dan gambar keseluruhan bumi dihasilkan setiap 16 hari. Karakteris tik citra Landsat-8 ini menggunakan sensor Opera- tional Land Manager (OLI) dengan rentang band yang lebih pendek dan tambahan dua band sehingga men
Citra Satelit LandsaT Satelit SPOT-5
Satelit SPOT-5 diluncurkan pada bulan Mei ta- hun 2002, yang menyediakan citra multispektral (MS) dan pankromatik (PAN) sejak pertengahan bulan Juli tahun 2003. Sampai sekarang sistem satelit SPOT yang masih aktif ada 3 yaitu SPOT-2, SPOT-4, dan SPOT- 5. Satelit ini dikembangkan oleh agen luar angkasa Perancis (Centre National d’Etudes Spatiales) yang bekerjasama dengan beberapa organisas pemerintahan Eropa lainnya.
jadi 9 band. Citra Landsat-8 disinyalir memiliki akurasi geodetik dan geometrik yang lebih baik.
Data yang dikumpulkan untuk misi Landsat Data Continuity Mission (LDCM) oleh Land Imager Operasional akan memajukan kemampuan penguku- ran di masa depan. Dengan band “Ultra-Blue” (Band 1) yang akan digunakan untuk studi pesisir dan aero- sol, serta Band 9 yang akan berguna untuk mende- teksi awan sirrus serta dua band thermal memberikan suhu permukaan lebih akurat (TIRS 1 dan 2).(http://
quickbirdonline.wordpress.com/2013/05/04/)
Pada satelit SPOT-5 membawa instrument dua kamera High Resolution Geometric (HRG), yang menghasilkan data pada tiga tingkat resolusi yang ber- beda dengan lebar liputan sebesar 60 km. SPOT-5 juga membawa instrument High Resolution Steroscopic, yang mampu menghasilkan citra stereopair. Instrumen ini sangat bermanfaat terutama untuk penggunaan Digi- tal Elevation Model (DEM). Instrumen yang terakhir adalah VEGETATION 2 (VEG 2), yang mempunyai lebar liputan 2260 km. Instrument ini dapat digunakan untuk memantau vegetasi di permukaan bumi.
SOSIALITA
SOSIALITA
Citra Satelit SPOT Satelit WorldView-2
Satelit WorldView-2 adalah satelit generasi ter- baru dari DigitalGlobe yang diluncurkan pada tanggal 8 Oktober 2009. Citra satelit yang dihasilkan selain memi- liki resolusi spasial yang tinggi juga memiliki resolusi spektral yang lebih lengkap dibandingkan produk citra sebelumnya. Resolusi spasial yang dimiliki citra satelit WorldView-2 ini lebih tinggi, yaitu : 0,46 m - 0,5 m untuk citra pankromatik dan 1,84 m untuk citra multispektral.
Citra multispektral dari World View-2 ine- miliki jumlah band sebanyak 8 band, sehingga sangat memadai bagi keperluan analisis analis spasial sumber daya alam dan lingkungan hidup. (http://rizkyoktavi- ani.blogspot.com/2012/07/pengenalan-jenis-jenis-ci- tra-satelit.html).
Dengan tambahan 4 band yaitu Coastal Band, Yellow Band, Red Edge Band, serta Near Infrared 2 Band, disamping 4 band yang sudah banyak dikenal
(Red, Green, Blue, serta Near Infrared Band), World View-2 merupakan satelit komersial pertama yang merupakan satelit komersial pertama yang mempunyai 8 band. Penambahan 4 band diatas, akan mempertajam kemampuan dalam hal melakukan analisis multispek tral.
WorldView-2 mempunyai kemampuan untuk melakukan perekaman suatu daerah sampai dengan 975 ribu km2 per hari-nya serta dapat kembali ke daerah yang sama dalam waktu 1.1 hari. Dengan kemampuan seperti itu, WorldView-2 merupakan sumber data yang memberikan keadaan up-to-date dari suatu daerah.
Band tambahan yang pertama yaitu Coastal Band (400 – 450 nm) dapat digunakan untuk melaku- kan identifikasi dan analisis vegetasi, serta support ter- hadap studi bathymetric yang didasarkan pada karak- teristik klorofil serta penetrasi terhadap air. Selain itu, Coastal Band dapat digunakan untuk melakukan riset lebih lanjut mengenai teknik koreksi atmosfer.
Citra Satelit Worldview-2
Media Dirgantara, Vol. 8 No. 1 Maret 2013 12
SOSIALITA
SOSIALITA
Tabel. Perbandingan Resolusi Satelit Ikonos, Quickbird, LandSat8, SPOT-5, Worldview-2
dapat dilakukan oleh band tambahan ketiga yaitu Red Edge Band (705 – 745 nm), dengan melihat produksi klorofil dari tanaman tersebut. Sedangkan band tam- bahan yang terakhir, yaitu Near Infrared 2 Band, dapat digunakan untuk analisis vegetasi serta studi menge- nai biomass. Kekurangannya adalah harga yang sangat tinggi.
Yellow Band (585 – 625 nm), sebagai band tambahan kedua, digunakan untuk melakukan identi- fikasi terhadap karakteristik “yellow-ness” dari sebuah target, dan penting untuk aplikasi terhadap studi vege- tasi. Band ini juga dapat memberikan kontribusi terha- dap perbaikan warna natural dari sebuah citra satelit.
Identifikasi dari kesehatan sebuah tanaman
SOSIALITA
SOSIALITA
Pendayagunaan Resolusi Citra Satelit
Citra memiliki resolusi spasial yang tinggi se- perti Ikonos, Quick Bird, Wordview-2 sangat efektif dimaanfaatkan untuk aplikasi yang membutuhkan ke- detilan informasi spasial tinggi seperti tata ruang, ka- daster, peta penutup lahan skala 1:1000 dan lain-lain.
Akan tetapi yang menjadi salah satu persoalan adalah untuk memperoleh citra yang up to data haurs menge- luarkan biaya cukup besar mengingat satelit ini seba- gian besar citra satelit komersial dengan harga citra re- solusi spasial tinggi cukup mahal. Namun jika user tidak ingin repot-repot mengeluarkan biaya yang mahal, maka user/ pengguna dapat mengambil gambar citra ikonos melalui aplikasi google earth. Akan tetapi pengguna/
user tidak memperoleh data gambar yang up to date, namun hanya waktu/ periode tertentu saja. Sementara citra satelit yang memiliki resolusi menengah sangat efektif dan efisien dapat dimanfaatkan untuk aplikasi- aplikasi yang membutuhkan cakupan cukup luas seperti
kehutanan, perkebunan, pertanian, perikanan dan tam- bak dan penutup lahan yang berskala sedang 1 : 50.000 atau 1:100.000 dengan biaya yang relatif murah.
Citra satelit yang memiliki resolusi temporal yang relative singkat ( 1 sampai 3 hari ) seperti Iko- nos, Quick Bird, Wordview-2 dapat digunakan untuk melakukan pemantauan perubahan-perubahan kondisi objek dipermukaan dalam waktu jangka pendek. Se- dangkan citra yang memiliki resolusi temporal sedang sperti Landsat8 dan SPOT 5 dapat digunakan untuk pemantauan lingkungan seperti bancana banjir, long- sor, gunung meletus, dan lain-lain.
Sementara resolusi spectral dari berbagai band sensor (panjang gelombang) dari masing-masing citra satelit dapat dimanfaatkan untuk mementukan berbagai analisis berbagai aplikasi lingkungan dan prediksi ke- tahanan pangan seperti tingkat kekeringan padi, pre- diksi cuaca, penentukan kloropil, penentuan kekeruhan tingkat kehijauan tanaman atau panen padi, perkebu- nan, kekeruhan air laut maupun sungai dan lain-lain.
Media Dirgantara, Vol. 8 No. 1 Maret 2013 14
Konsep Resolusi Citra
(http://tnrawku.wordpress.com/2012/03/25/menilai-keunggulan-resolusi-citra/)
