Pengantar Remote Sensing
TA3111 - Teknik Eksplorasi Arie Naftali Hawu Hede, S.T., M.T., Ph.D.
KK Eksplorasi Sumber Daya Bumi - Teknik Pertambangan - FTTM ITB
Eksplorasi Tidak Langsung
Remote Sensing/Pengindraan Jauh
01
Eksplorasi Tidak Langsung vs Eksplorasi Langsung
TA 3111 - Teknik Eksplorasi
Tidak berhubungan (kontak) langsung dengan objek eksplorasi.
Langsung berhubungan (kontak) dengan objek.
Memanfaatkan sifat-sifat fisik dan kimia dari endapan. Melakukan perilaku yang langsung pengamatan pada fisik endapan.
Kegiatan Prinsip pekerjaan
Melalui anomali-anomali yang diperoleh dari hasil pengamatan.
Melalui analisis megaskopis dan mikroskopis pada objek pengamatan.
Identifikasi
Metoda Remote sensing, survei geokimia, survei geofisika. Pemetaan, uji sumur, uji parit, pemboran.
Tahapan
eksplorasi Desk study – reconnaissance - eksplorasi awal. Eksplorasi awal – lanjut - eksplorasi detail.
Teknologi Relatif membutuhkan peralatan (teknologi) tinggi. Relatif membutuhkan teknologi yang lebih sederhana s.d. manual.
Waktu dan
Biaya Relatif cepat dan biaya/satuan luas relatif murah. Relatif lebih lama dan biaya/satuan luas relatif mahal.
Ketelitian Relatif rendah karena bersifat indikatif. Relatif tinggi karena bersifat pembuktian.
Eksplorasi Tidak Langsung Eksplorasi Langsung
02
Metode Eksplorasi Tidak Langsung
TA 3111 - Teknik Eksplorasi
Remote sensing / pengindraan jauh (indraja)
Survei Geokimia
Survei Geofisika
03
Remote Sensing / Pengindraan Jauh untuk Eksplorasi
TA 3111 - Teknik Eksplorasi
Pengantar Remote Sensing
Dasar Remote Sensing
Foto Udara
Citra Satelit Sensor Optis dan Radar 04
Pengindraan jauh / indraja (remote sensing)?
Ilmu tentang mengakuisisi (acquiring), mengolah (processing), dan
interpretasi gambar/citra dan data-data terkait yang didapatkan dari pesawat dan satelit, yang merekam hasil interaksi antara objek material dan radiasi
elektromagnetik (Sabins, 1997).
05
Longsoran
Vulkanik
Pemantauan cuaca Tata Guna Lahan
Topografi
Vegetasi
Pemantauan Polusi
Pemantauan Laut
Eksplorasi mineral Eksplorasi panas bumi Eksplorasi bahan galian fosil
Pemantauan Lapisan Udara 06
Metode Remote Sensing dalam Eksplorasi
Kondisi muka bumi
Sensor
Citra Metode Ground Based
Spasial database Observasi dan
pengukuran Metode Remote Sensing
07
Kelebihan dan Kekurangan
• Meliputi area permukaan bumi yang cukup luas.
• Pengamatan daerah terisolasi atau remote area.
• Pengamatan dalam range (interval) waktu tertentu.
• Hasil diperoleh dalam waktu relatif singkat.
• Penghematan biaya (murah).
• Hasil berupa interpretasi sehingga tetap diperlukan validasi lapangan.
• Tidak sedetail dibanding observasi langsung.
• Tergantung pada ketersediaan gambar/citra dan memerlukan perangkat keras dan perangkat
lunak yang khusus.
08
Prinsip Dasar Remote Sensing
TA3111 - Teknik Eksplorasi
Eksplorasi Tidak Langsung
Remote Sensing/Pengindraan Jauh
01
Cara Kerja dari Remote Sensing
Setiap hari dan hampir setiap saat kita menggunakan prinsip remote sensing!
02
Selain kamera, komponen apa yang penting dari gambar berikut?
Sumber foto: https://www.freegreatpicture.com/rural-scenery/studio-photographers-to-take-pictures-of-the-model-50718
03
Interaksi Energi Elektromagnetik dengan Materi
Incident energy
Scattered Reflected
Absorbed
Transmitted (refracted)
Emitted
• Fenomena permukaan; refleksi, emisi, scattering
• Fenomena volume; transmisi, absorpsi
04
Elektrik
Spektrum Elektromagnetik
Sumber: Verhoeven, G., 2017. DOI: 10.5281/zenodo.3534245
Region Panjang
Gelombang Gamma-ray < 0.03 nm
X-ray 0.03–30 nm
Ultraviolet
Photographic UV
0.03–0.4 µm 0.3–0.4 µm
Visible 0.4–0.7 µm
Infrared
Reflected IR Thermal IR
0.7–1000 µm 0.7–3.0 µm
3–5 µm, 8–14 µm
Radar 0.1–100 cm
Radio > 100 cm
05
Aplikasi Interaksi Energi Elektromagnetik dalam Remote Sensing
Pemetaan vegetasi, pemetaan mineral-batuan, analisis struktur geologi, analisis longsoran, pemantauan lingkungan (lubang ozon, polusi air, tataguna lahan)
REFLEKTANSI Pemantauan gunung berapi, temperatur laut, lingkungan, meteorology, eksplorasi panas bumi.
EMISI Intensitas nilai reflektansi material;
Identifikasi jenis material
Absorpsi Emisi Emisi dari energi radiasi;
Estimasi temperatur permukaan
Gelombang laut, meteorology, kelembapan tanah, topografi, pergerakan permukaan karena gempa, erupsi gunung api, penurunan tanah.
Intensitas back-scattering;
Estimasi kekasaran-pergerakan permukaan
Scattering SCATTERING 06
Energi Elektromagnetik dan Citra Satelit
REFLEKTANSI EMISI SCATTERING
Update: Landsat 8, ASTER, Sentinel 2, dll.
Update: Sentinel 1, ALOS PALSAR, TerraSAR-X, dll
Near- infrared
Shortwave infrared
Diagram rentang visible-infrared dan rentang microwave terhadap transmisi melalui atmosfer (Sabins, 1997).
Citra/Image Citra/Image
07
Remote Sensing Pasif dan Aktif
Remote sensing pasif
LANDSAT (USA)
SPOT (France)
QuickBird (USA)
RADARSAT (Canada) ERS (Europe) ALOS (Japan)
Remote sensing aktif
Sumber energi Sensor Sumber energi &
Sensor 08
Foto Udara
TA3111 - Teknik Eksplorasi
Eksplorasi Tidak Langsung
Remote Sensing/Pengindraan Jauh
01
Pendahuluan
Foto udara (aerial photography) merupakan pionir dalam remote sensing dan digunakan dalam berbagai keperluan pemetaan.
Teknik intepretasi foto udara sangat penting untuk dapat memahami citra remote sensing yang lain.
http://ucblibraries.colorado.edu/map/aerialphotos.htm 02
Terminologi terkait Foto Udara
Foto udara (aerial photography)
Hasil pemotretan suatu daerah dari ketinggian tertentu, dalam ruang lingkup atmosfer dengan menggunakan kamera. Misal menggunakan pesawat terbang, helikopter, balon udara, unmanned aerial vehicle / drone.
Fotogrametri:
Ilmu untuk memperoleh pengukuran geometris yang akurat menggunakan foto yang diambil dari platform udara.
Aerial survey
Istilah umum yang berarti pengumpulan informasi yang dilakukan dari platform udara. Dapat menggunakan berbagai sensor seperti kamera foto dan video, sensor termal, multispektral dan hiperspektral, LiDAR dan bahkan mata kita.
A
B
C 03
Dasar Foto Udara
Teknik foto udara tidak sama dengan teknik fotografi biasa
• Tidak dilengkapi dengan georeferensi (informasi koordinat dan proyeksi).
• Tidak digunakan untuk pengukuran yang akurat.
• Diambil dengan menggunakan fotogrametrik dan memiliki georeferensi.
• Dapat digunakan untuk pengukuran secara akurat.
04
Karakteristik Foto Udara
FOTO UDARA
Pandangan Sinoptik (perspektif secara luas)
Rentang Spekral
Stereoskopi
Fotografi
Penggunaan dan Ketersediaan
Ekonomis
Perpaduan dari ilmu dan seni
05
Pandangan Sinoptik Foto Udara
Foto udara menyajikan “bird’s-eye view” objek di permukaan bumi tampak seperti dari udara.
Fitur-fitur dalam intepretasi foto udara
Foto udara sekitar Observatorium Boscha, September 2016
- ariehede
Observatorium Boscha
Rona/warna
Bentuk Ukuran Tekstur
Kegelapan/kecerahan dari obyek, foto berwarna (RGB) atau color infrared (CIR)
Konfigurasi atau kerangka suatu objek,
Atribut obyek; jarak, luas, tinggi, lereng dan volume
Frekuensi perubahan rona pada citra; halus/kasar
Bayangan Pola
Situs dan asosiasi
Bayangan obyek yang dipengaruhi oleh arah penyinaran Kenampakan kemiripan yang tersebar dan dapat
berulang
Karakteristik lokasi dan hubungan satu obyek dengan obyek lain
06
Rentang Spektral Foto Udara
Tipikal kamera yang biasa digunakan:
• Sensor kamera RGB (400–700 nm)
• Sensor NIR (700–1100 nm)
• Sensor thermal (3–5 µm atau 8–14 µm)
Rentang spektral foto udara ditentukan oleh kamera/sensor yang digunakan pada wahana (drone, pesawat, balon udara, dll).
Contoh drone multispektral DJI P4 Multispectral
Red edge (RE):
730 + 16 nm Visible Light
(RGB) Red (R):
650 + 16 nm Near-infrared (NIR):
840 + 26 nm
Blue (B):
450 + 16 nm) Green (G):
560 + 16 nm
https://www.spectraldevices.com/products/multispectral- camera-rgb-and-nir-bands
Tipikal rentang spektral sensor kamera RGB - NIR
Foto thermal di kawah Wayang, Pangalengan, Jawa Barat 07
Streoskopi Foto Udara
Stereoskopi?? Sebuah teknik untuk membuat atau menampilkan ilusi mendalam pada sebuah gambar secara stereopsis untuk penglihatan binokular.
Stereoskop
Permukaan
a b c
d
a’ b’ d’ c’ Foto a’ d’ b’ c’
Persepsi relief dari dua foto udara (modifikasi dari Girard, 2003)
Obyek
Prinsip stereoskopi akan digunakan dalam FOTOGRAMETRI
Foto 2 Foto 1
Stereoskop
08
Karakteristik Lainnya
Fotografi
Penggunaan & Ketersediaan
Ekonomis Kemampuan menangkap moment
Foto Udara Danau Biru, Belitung, 2018 -ariehede
Berbagai keperluan & praktis pengambilan /pengolahan data
Biaya lebih murah dari pemetaan langsung 09
Dasar Fotogrametri
Ilmu dan teknik untuk memperoleh informasi yang dapat diandalkan tentang obyek fisik dan lingkungan melalui proses perekaman, pengukuran, dan interpretasi gambar fotografi.
Melakukan pengukuran (posisi, elevasi, jarak, luas, volume) termasuk pemetaan topografi dari foto.
Fotogrametri metrikal A
Penafsiran dan evaluasi fitur-fitur secara kualitatif dari foto Interpretasi Foto
B
Kategori
• Kamera manual – foto - scan – image digital
• Kamera digital – image digital Akuisisi Data
A
Rectifier, orthophoto projector, analytical Prosedur Fotogrametrik
B
Sistem Fotogrametri
C Othophoto, points, DEM, peta topografi-tematik Produk
10
Konsep Dasar Fotogrametri - Skala
Perhitungan skala (S)
• S = ukuran foto/ukuran sebenarnya = ab/AB
• S = focal length/ketinggian terbang = f / H
Exposure Station, L
Focal length, f
Positive print
Sumbu optis
Area sebenarnya
Foto
Ketinggian terbang, H
a b
A B
Focal length Jarak obyek
Kamera
Contoh:
Foto udara diambil dari ketinggian 700 m diatas permukaan tanah, dengan
menggunakan kamera yang memiliki focal length 70 mm, maka skalanya adalah:
f / H = 70 mm / 700000 mm
= 1 / 10000 = 1 : 10000
Contoh:
Foto dari ketinggian 2000 m diatas
permukaan laut dengan elevasi rata-rata 1500 m, menggunakan kamera yang
memiliki focal length 50 mm, maka skalanya adalah:
f / H = 50 mm / (2000-1500) m
= 50 mm / 500000 mm
= 1 : 10000
11
Pemetaan 3D
Data 3D resolusi tinggi digunakan pada berbagai bidang termasuk teknik eksplorasi mulai dari pemodelan mineral pada lingkup hand-specimen hingga permukaan bumi.
Data 3D yang dihasilkan dari survei udara: (1) aktif ; LIDAR dan (2) pasif; foto udara.
(1) LiDAR (2) Foto Udara
(1) LIDAR (Light Detection and Ranging)
Menggunakan peralatan laser yang terbilang mahal Membutuhkan pengukuran waktu terbang yang tepat Mampu mengukur di daerah yang ditutupi tumbuhan
(2) Foto Udara Murah
Menghasilkan foto berwarna
Pengukuran di daerah ditutupi tumbuhan kurang akurat 12
Survei Foto Udara untuk Pemetaan - Praktis
Perencaan dan perancangan jalur terbang Persiapan Peralatan Terbang
Penerbangan wahana terbang Pemrosesan data
Produk 13
Teknologi Foto Udara dalam Eksplorasi
Model 3D yang akurat secara geometris dapat digunakan untuk memvisualisasikan dan menganalisis litologi dan struktur.
Perkembangan teknologi sensor kamera (misalnya kamera multi- dan hiperspektral dapat memberikan informasi intepretasi jenis mineral/batuan berdasarkan spektral reflektansi.
Perbandingan (A) hasil foto RGB singkapan batuan, (B) spektrum reflektansi sampel. Gambar (C) dan (D) menunjukan intepretasi sebaran mineral pada singkapan dengan menggunakan metode (C) spectral angle mapper dan (D) berdasarkan absorpsi pada
panjang gelombang tertentu.
Kirsch et al, 2018. Integration of Terrestrial and Drone-Borne Hyperspectral and Photogrammetric Sensing Methods for Exploration Mapping and Mining
Monitoring. Remote Sensing.10(9):1366.
Model 3D berdasar foto udara Open Pit Nam Salu Kelapa Kampit, Belitung. -ariehede, 2018
14
Terima Kasih
TA 3111 - Teknik Eksplorasi
09
