8/16/2019 1 Konsep Inderaja Satelit
1/14
Penginderaan Jauh Satelit
Geomatics Training and Research CenterSubsidiary of PT. Waindo SpecTerra 1
PENGINDERAAN JAUH SATELIT
I. Definisi dan Konsep Dasar Penginderaan Jauh
Penginderaan jauh adalah ilmu, teknologi dan seni perolehan data, pengolahan
dan penyajian data yang merekam interaksi antara energi elektromagnetik dengan
suatu obyek. Dengan kata lain dapat didefinisikan sebagai ilmu, teknologi dan
seni untuk memperoleh informasi tentang suatu obyek, daerah, atau
fenomena melalui analisis data yang diperoleh dengan suatu alat tanpa
kontak langsung dengan obyek, daerah, atau fenomena yang dikaji.
Secara umum penginderaan jauh menunjukkan aktifitas perekaman, pengamatan
dan penangkapan fenomena obyek atau peristiwa dari jarak tertentu. Dalam
penginderaan jauh, sensor tidak langsung berkontak dengan obyek yang diamati.
Hal tersebut membutuhkan alat penghantar secara fisik atau media untuk
menyampaikan informasi dari obyek ke sensor melalui medium.
Pada Pelatihan ini penginderaan jauh lebih dibatasi pada suatu teknologi
perolehan informasi permukaan bumi (laut dan daratan) dengan menggunakan
sensor yang terpasang pada platform satelit dan spaceborne (pesawat ruang
angkasa).
II.
Energi Elektromagnetik dalam Penginderaan Jauh Satelit
Salah satu media yang paling banyak digunakan oleh penginderaan jauh dengan
wahana satelit ialah transmisi energi secara elektromagnetik. Contoh energi
elektromagnetik ini ialah cahaya yang nampak oleh mata manusia.
8/16/2019 1 Konsep Inderaja Satelit
2/14
Penginderaan Jauh Satelit
Geomatics Training and Research CenterSubsidiary of PT. Waindo SpecTerra
2
Gambar1: Ilustrasi perekaman berbagai fenomena yang ada di permukaan
menggunakan teknologi penginderaan jauh.
Energi elektromagnetik menunjukkan gejala gelombang yang ditransmisikan
secara transversal. Pada dasarnya gejala gelombang ini dapat digambarkan
sebagai gerak berayun yang harmonis memiliki frekuensi dan kecepatan tertentu
serta dapat diilustrasikan sebagai gerak sinusoidal seperti pada Gambar 2 di
bawah ini. Berdasarkan konsep fisika dasar, gelombang mempunyai persamaan
umum sebagai berikut :
C = f x
C = kecepatan cahaya (3 x 108 m/dtk)
f = frekuensi
λ = panjang gelombang
8/16/2019 1 Konsep Inderaja Satelit
3/14
Penginderaan Jauh Satelit
Geomatics Training and Research CenterSubsidiary of PT. Waindo SpecTerra
3
Gambar 2: Gelombang elektromagnetik dengan komponen meliputi gelombang
elektrik sinusoidal (E) dan Gelombang magnetik sinusoidal (M).
Energi elektromagnetik bergerak dengan kecepatan tertentu yaitu 3x108 m/detik.
Karena kecepatan atau C tetap, maka frekuensi f dan panjang gelombang λ selalu
berbanding terbalik. Frekuensi atau panjang gelombang tertentu mempunyai
karakteristik tertentu pula sehingga dikelompok-kelompokkan sebagai spektrum.
Gambar 3: Spektrum Elektromagnetik
Nama spektrum biasanya digunakan pada bagian spektrum elektromagnetik,
seperti gelombang inframerah, gelombang radio, gelombang mikro, dan
sebagainya. Dan spektrum ini tidak mempunyai batasan yang tegas antara satu
8/16/2019 1 Konsep Inderaja Satelit
4/14
Penginderaan Jauh Satelit
Geomatics Training and Research CenterSubsidiary of PT. Waindo SpecTerra
4
bagian spektrum satu dengan spektrum berikutnya. Bagian spektrum sinar tampak
(± 0,4 – 0,7 µm) pada gambaran logaritmik merupakan bagian sempit, yang dapat
memberikan sensasi pada mata manusia.
Sifat radiasi elektromagnetik lebih mudah dijelaskan dengan menggunakan teori
gelombang, tetapi interaksi antara energi elektromagnetik dengan obyek-obyek
lain dapat dijelaskan dengan teori partikel. Teori partikel menyatakan bahwa
radiasi elektromagnetik terdiri dari beberapa bagian terpisah yang disebut sebagai
foton. Hubungan antara teori gelombang dengan teori quantum dalam perilaku
radiasi elektromagnetik dapat dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut :
E = hc /
Karena besarnya energi berbanding terbalik dengan panjang gelombang, maka
dapat dikatakan bahwa makin panjang panjang gelombang yang digunakan makin
rendah kandungan energinya.
III. Interaksi Energi Elektromagnetik dengan Atmosfer
Semua radiasi yang dideteksi oleh sensor pada sistem penginderaan jauh satelit
melewati atmosfer dengan jarak atau panjang jalur tertentu. Panjang jalur tesebut
dapat bervariasi panjangnya. Pada fotografi dari antariksa dihasilkan dari radiasi
matahari yang melewati dua kali tebal penuh atmosfer bumi pada perjalannya dari
sumber radiasi ke sensor. Selain itu, sensor termal yang mendeteksi energi yang
dipancarkan oleh obyek di bumi, melewati jarak di atmosfer yang relatif pendek.
Perbedaan jarak yang dilalui, kondisi atmosfer, panjang gelombang yang
digunakan serta besarnya sinyal energi yang diindera berpengaruh terhadap
variasi total atmosfer.
Pengaruh atmosfer sangat bervariasi tergantung pada intensitas dan komposisi
spektral radiasi yang tersedia bagi suatu sistem penginderaan satelit. Pengaruh ini
disebabkan oleh mekanisme hamburan (scattering) dan serapan (absorption) oleh
atmosfer.
8/16/2019 1 Konsep Inderaja Satelit
5/14
Penginderaan Jauh Satelit
Geomatics Training and Research CenterSubsidiary of PT. Waindo SpecTerra
5
Gambar 4: Hamburan (Scaterring) dan Serapam (Absorption)
IV. Interaksi Energi Elektromagnetik dengan Obyek diPermukaan Bumi
Bagian energi yang mengenai obyek dipermukaan bumi akan dipantulkan,
diserap, atau ditransmisikan dengan menerapkan hukum kekekalan energi. Dalam
hukum kekekalan energi tersebut dapat dinyatakan sebagai hubungan timbal balik
antara tiga jenis interaksi energi tersebut, sebagai berikut:
E1 ( ) = ER ( ) + EA +ET ( )
E1 = energi yang mengenai obyek
ER = energi yang dipantulkan
EA = energi yang diserap
ET = energi yang ditransmisikan
Persamaan di atas merupakan suatu persamaan keseimbangan energi yang
menunjukan hubungan timbal balik antara mekanisme pantulan, serapan dan
transmisi. Dari persamaan di atas terdapat 2 (dua) hal penting :
1. Bagian energi yang dipantulkan, diserap dan ditransmisikan akan berbeda
tergantung pada jenis materi dan kondisi obyek muka bumi. Dari perbedaan
ini, memungkinkan kita dapat membedakan obyek yang berbeda pada suatu
citra.
8/16/2019 1 Konsep Inderaja Satelit
6/14
Penginderaan Jauh Satelit
Geomatics Training and Research CenterSubsidiary of PT. Waindo SpecTerra
6
2. Dengan panjang gelombang yang berbeda, untuk obyek yang sama bagian
energi yang dipantulkan, diserap dan ditransmisikan kemungkinan akan
berbeda, sebagai akibatnya, variasi spectral ini akan menghasilkan efek visual
yaitu warna. S ebagai contoh: obyek akan berwarna biru bila obyek tersebut
banyak memantulkan bagian spectrum biru, berwarna hijau bila banyak
memantulkan bagian spectrum hijau, dan seterusnya. Sehingga interpretasi
visual dengan mata dapat menggunakan variasi spectral pada besaran energi
pantulan untuk menbedakan berbagai obyek.
V. Pantulan Spektral Vegetasi, Tanah dan Air
Gambar 5: Pantulan spectral energi elektromagnetik matahari terhadap
vegetasi, tanah dan air yang diterima oleh sansor satelit.
Pada gambar 4. ditunjukkan suatu kurva pantulan spectral pada tiga obyek utama
di permukaan bumi, yaitu vegetasi sehat berdaun hijau, tanah gundul ( lempung
coklat kelabu ), dan air jernih. Garis pada kurva tersebut menyajikan kurva
pantulan rata-rata yang dibuat dengan pengukuran sampel obyek yang jumlahnya
banyak (Lillesand. 2002). Kurva ini menunjukkan suatu indicator tentang jenis
dari kondisi obyek yang berkaitan. Walaupun pantulan obyek secara invidual
akan berbeda besar di atas dan dibawah nilai rata-rata, tetapi kurva tersebut
menunjukan beberapa titik fundamental yang berkaitan dengan pantulan spektral.
8/16/2019 1 Konsep Inderaja Satelit
7/14
Penginderaan Jauh Satelit
Geomatics Training and Research CenterSubsidiary of PT. Waindo SpecTerra
7
Vegetasi sehat berwarna hijau disebabkan oleh besarnya penyerapan energi pada
spektrum hijau. Apabila tumbuhan mengalami beberapa gangguan, dan akan
mempengaruhi proses pertumbuhan dan produksinya secara normal maka hal itu
akan mengurangi atau mematikan produksi klorofil. Akibatnya berupa kurangnya
serapan oleh klorofil pada saluran biru dan merah. Sering pantulan pada spektrum
merah bertambah hingga kita lihat tumbuhan tampak berwarna kuning (gabungan
antara hijau dan merah) (Lillesand 2000).
Gambar 6: Kurva Pantulan spectral yang mencirikan obyek vegetasi, tanah dan
air.
VI. Sensor dan Wahana (Platform)
Teknologi Penginderaan Jauh
6.1. Sensor
Sensor adalah alat untuk mengukur dan merekam energi elektromagnetik. Dalamsystem penginderaan jauh, sensor dapat dibedakan dalam 2 kategori yaitu sensor
aktif dan sensor pasif. Uraian mengenai hal tersebut adalah sebagai bberikut:
6.1.1 Sensor Pasif
Untuk sensor pasif tergantung pada sumber energi dari luar, yaitu matahari.
Sehingga penginderaan jauh sistem pasif menerima energi yang dipantulkan
8/16/2019 1 Konsep Inderaja Satelit
8/14
Penginderaan Jauh Satelit
Geomatics Training and Research CenterSubsidiary of PT. Waindo SpecTerra
8
dan/atau dipancarkan dari permukaan bumi. Teknologi penginderaan jauh satelit
yang menggunakan sensor dengan saluran tampak mata (visible) dan inframerah.
Kamera fotografi adalah merupakan sensor pasif yang paling lama dan umum
dipakai. Sebagai contoh lain sensor pasif adalah gamma-ray spectrometer, kamera
udara, kamera video dan scanner multispektral dan termal, dsb.
Permukaan Bumi
Matahari Sensor Pasif Sensor Pasif Sensor Aktif
Pantulan Sinar
Matahari
Energi Bumi
Permukaan Bumi
Matahari Sensor Pasif Sensor Pasif Sensor Aktif
Pantulan Sinar
Matahari
Energi Bumi
Gambar 7: Sistem sensor penginderaan jauh jauh satelit.
6.1.2 Sensor Aktif
Untuk sensor aktif mempunyai sumber energy sendiri. Pengukuran dengan sensor
aktif lebih dapat dikontrol karena tidak tergantung kepada kondisi cuaca dan
waktu. Sebagai contoh sensor aktif antara lain scanner LASER, RADAR
altimeter, Citra RADAR, dan sebagainya.
8/16/2019 1 Konsep Inderaja Satelit
9/14
Penginderaan Jauh Satelit
Geomatics Training and Research CenterSubsidiary of PT. Waindo SpecTerra
9
Gambar 8: Sistem sensor aktif sistem gelombang mikro dan pasif dengan
sensor optik beserta citra satelit yang dihasilkan. Kemampuan
penetrasi liputan awan pada gelombangan mikro mengasilkan citra
yang bersih dari tutupan awan.
6.2. (Wahana) Platform
Sistem wahana (platform) Penginderaan jauh dapat dikategori dalam dua sistem,
pertama penginderaan jauh dengan airborne, yaitu dengan menggunakan pesawat
udara (aircraft), balon udara, dan sebagainya. Kedua adalah dan system
penginderaan jauh menggunakan sistem speceborne yaitu dengan menggunakan
wahana satelit, pesawat ruang angkasa, dsb.
8/16/2019 1 Konsep Inderaja Satelit
10/14
Penginderaan Jauh Satelit
Geomatics Training and Research CenterSubsidiary of PT. Waindo SpecTerra
10
VII. Citra Penginderaan Jauh Satelit
Citra satelit penginderaan jauh adalah gambaran 2 dimensi (2D) yang
menggambarkan suatu obyek dari pandangan nyata. Citra penginderaan jauh
satelit menggambarkan bagian dari permukaan bumi yang terlihat dari suatu
ruang.
7.1. Citra Digital dan Analog
Citra dapat berbentuk analog maupun digital. Sebagai contoh, foto udara
merupakan citra analog berupa film dengan proses kimiawi untuk mendapatkan
citra, sedang citra satelit didapatkan dari sensor elektronik dan diporses secara
digital. Citra satelit yang dicetak atau dalam bentuk hardcopy dapat juga disebut
sebagai citra/data analog.
Data penginderaan jauh tidak hanya sekedar sebagai gambar, tetapi data citra
disimpan dalam format grid secara reguler yang biasa disebut sebagai data raster
yang terdiri dari baris (row) dan kolom (column). Satu elemen terkecil (gambar 7)
dinamakan sebagai pixel (picture element). Untuk setiap pixel mempunyaiinformasi koordinat (row dan column) dan nilai spectral yang dikonversi dalam
bentuk angka, yang biasa disebut DN (Digital Number).
7.2. Pixel
Tiap pixel menggambarkan bagian wilayah permukaan bumi dengan nilai
intensitas serta lokasi alamat dalam bentuk 2 dimensi. Nilai intensitas tersebut
menggambarkan ukuran kuantitas fisik yang merupakan pantulan atau pancaran
radiasi matahari dari suatu obyek dengan panjang gelombang tertentu yang
diterima oleh sensor. Seperti disebutkan sebelumnya, intensitas pixel disimpan
sebagai nilai digital (DN (Digital Number)). DN disimpan dalam bits dengan
jumlah tertentu.
8/16/2019 1 Konsep Inderaja Satelit
11/14
Penginderaan Jauh Satelit
Geomatics Training and Research CenterSubsidiary of PT. Waindo SpecTerra
11
45
26 81
53 35 57
Kolo
Baris
band
band
band
DN -
Pixel
Gambar 9: Data citra satelit dengan nilai spektral yang dimilikinya.
Kualitas data penginderaan jauh pada utamanya ditentukan oleh karakteristik system
sensor platform.
Gambar 10: Data citra satelit Landsat TM5 dengan nilai spectral yang
dimilikinya.
8/16/2019 1 Konsep Inderaja Satelit
12/14
Penginderaan Jauh Satelit
Geomatics Training and Research CenterSubsidiary of PT. Waindo SpecTerra
12
7.2.1. Resolusi Spektral atau radiometrik
Resolusi ini berdasarkan pada masing bagian dari Spektrum Elektromagnetik
yang diukur dan perbedaan energi yang diamati. Sebagi contoh : Landsat 7 ETM+
mempunyai 9 saluran/band, SPOT5 menggunakan 5 band dan IKONOS II
menggunakan 5 band.
7.2.2. Resolusi Spasial
Resolusi spasial didasarkan pada unit terkecil suatu obyek yang diukur,
menunjukkan ukuran minimum obyek. Sebagai contoh ukuran per pixel untukSPOT5 Pankromatik 5m x 5m dan 2.5m x 2.5; Multispektral 10m x 10m dan
Landsat 7 ETM+ Pankromatik 15m x 15m; Multispektral 30m x 30m Termal A
dan B 60m x60m; serta IKONOS II Pankromatik 1m x 1m, Multispektral 4m x
4m.
Gambar 11: Perbandingan Resolusi Spasial citra satelit Landsat MSS 5m, Landsat
TM5 30m, SPOT4 20m dan SPOT4 Pan 10m. Data citra satelit Landsat
TM5 dengan nilai spectral yang dimilikinya.
8/16/2019 1 Konsep Inderaja Satelit
13/14
Penginderaan Jauh Satelit
Geomatics Training and Research CenterSubsidiary of PT. Waindo SpecTerra
13
7.2.2.
Resolusi Temporal (Pengulangan Perekaman)
Resolusi temporal (Revisit time) adalah waktu pengulangan pengambilan atau
perekaman data pada posisi obyek yang sama. Satelit Landsat 7 ETM+ melakukan
pengambilan atau perekaman data pada posisi obyek yang sama setiap16 hari,
sedangkan satelit IKONOS II selama 4 hari untuk posisi tegak dan setiap hari
dapat melakukan perekaman karena kemampuannya untuk perekaman dalam
posisi oblique (miring).
8/16/2019 1 Konsep Inderaja Satelit
14/14
Penginderaan Jauh Satelit
Geomatics Training and Research CenterSubsidiary of PT. Waindo SpecTerra
14
DAFTAR PUSTAKA
- Lillesand and Kiefer, “Penginderaan Jauh dan Interpretasi Citra
Penginderaan Jauh, Gadjah mada University Press, Yogyakarta, 1998
-
Lucas L. F. Jenssen & Wim H. Bakker. 2000. “ Principles of Remote Sensing.
ITC Educational Textbook Series” . The International Institute for Aerospace
Survey and Earth Sciences (ITC), Enschede – The Netherlands.