The Flows

The Flows

Sunday, July 3, 2011

Penginderaan Jarak Jauh



Pengertian Indra Jarak Jauh
Penginderaan jauh adalah ilmu, seni dan teknik untuk mengumpulkan informasi tentang obyek dan gejala dengan alat perekam tanpa kontak fisik dengan obyek dan gejala tersebut. Alat perekam tersebut meliputi kamera, detector inframerah, scanner, penerima frekuensi gelombang mikro dan sistem radar (Bates dan Jackson, 1987: 560, Lillesand dan Kiefer, 1979).
Pada umumnya sensor sebagai alat pengindera dipasang pada wahana (platform) berupa pesawat terbang, satelit, pesawat ulang-alik, atau wahana lainnya. Obyek yang diindera adalah obyek di permukaan bumi, dirgantara, atau antariksa. Proses penginderaan dilakukan dari jarak jauh sehingga sistem ini disebut sebagai penginderaan jauh.
Sensor dipasang pada lokasi yang berada jauh dari obyek yang diindera . Oleh karena itu, agar sistem dapat bekerja diperlukan tenaga yang dipancarkan atau dipantulkan oleh obyek tersebut. Antara tenaga dan obyek yang diindera terjadi interaksi. Masing-masing obyek memiliki karakteristik tersendiri dalam merespon tenaga yang mengenainya, misalnya air menyerap sinar banyak dan hanya memantulkan sinar sedikit. Sebaliknya, batuan karbonat atau salju menyerap sinar sedikit dan memantulkan sinar lebih banyak.
Interaksi antara tenaga dengan obyek direkam oleh sensor. Perekaman menggunakan kamera atau alat perekam lainnya. Hasil rekaman ini disebut data penginderaan jauh. Data penginderaan jauh harus diterjemahkan menjadi informasi tentang obyek, daerah, atau gejala yang diindera. Proses penerjemahan data menjadi informasi disebut analisis atau interpretasi data.
Citra Penginderaan Jauh adalah citra atau gambaran rekaman suatu obyek atau gejala hasil penginderaan jauh.
Geologi Citra Penginderaan Jauh (foto) adalah studi geologi dengan bantuan bantuan citra penginderaan jauh (foto).
Sedangkan interpretasi citra merupakan perbuatan mengkaji foto udara dan atau citra dengan maksud mengidentifikasi obyek dan menilai arti pentingnya obyek tersebut (Estes dan Simonett, 1975, lihat Sutanto 1986:7).
Di dalam mengidentifikasi (mengenali) obyek yang tergambar pada citra, ada tiga rangkaian kegiatan yang diperlukan yaitu deteksi, identifikasi dan analisis. Deteksi ialah pangamatan atas adanya obyek. Identifikasi ialah upaya mencirikan obyek yang telah dideteksi dengan menggunakan keterangan yang cukup Pada tahap analisis dikumpulkan keterangan lebih lanjut (Lintz Jr. dan Simonett. 1976, lihat Sutanto 1935:7). Untuk menilai arti pentingnya obyek, diperlukan bekal ilmu pengetahuan yang cukup memadai pada disiplin tertentu.
Citra atau citra penginderaan jauh adalah gambaran rekaman suatu obyek biasanya berupa gambaran pada foto yang dibuatkan dengan cara optik, elektro-optik, optik–mekanik elektro pada umumnya. Ia digunakan bila radiasi eletromagnetik yang dipancarkan atau dipantulkan dari suatu obyek tidak langsung direkam pada film (Simonett et al, 1983, lihat Sutanto 1986: 6).
Dua batasan penginderaan jauh yang telah diutarakan sebelumnya menunjukkan bahwa penginderaan jauh dapat dipandang sebagai ilmu maupun sebagai teknik. Jika dipandang sebagai ilmu maka harus bersifat jelas karakteristiknya. Bagi penginderaan jauh, karakteristik yang jelas antara lain terdapat pada lingkup studi, konsepsi dasar, metodologi, dan filosofi (Sutanto, 1992). Berikut ini diutarakan empat pendapat pakar kenamaan lain di samping Lillesand dan Kiefer yang mengutarakan bahwa penginderaan jauh merupakan ilmu, yaitu: (1) Jensen dan Dahlberg, (2) Kardono Darmoyuwono, (3) Lueder, dan (4) Everett dan Simonett.
Jensen dan Dahlberg (1986) mengemukakan bahwa penginderaan jauh dan kartografi termasuk teknik di dalam geografi. Meskipun demikian, dua teknik ini tumbuh menjadi disiplin baru di dalam geografi. Perubahannya menjadi disiplin baru dicirikan oleh tanda-tanda yang cukup jelas, yaitu bahwa keduanya memiliki metodologi, teknik, dan orientasi intelektual yang dalam perkembangannya mengikuti kurva perkembangan ilmu. Ada dua beda utama antara kartografi dan penginderaan jauh. Pendidikan penginderaan jauh tidak hanya dilaksanakan oleh geografiwan, melainkan oleh berbagai bidang keahlian. Meskipun demikian, pendidikan penginderaan jauh di Amerika Serikat lebih banyak dilakukan oleh geografiwan bila dibandingkan terhadap kegiatan yang dilakukan oleh pakar lainnya. Dari 691 pendidikan penginderaan jauh yang dilaksanakan di seluruh Amerika Serikat, 36% dilaksanakan di dalam pendidikan geografi, 15% di dalam bidang geologi, sedang sisa yang 49% dilaksanakan oleh 16 bidang keahlian dengan jumlah rata-rata 3% untuk tiap bidang (Sutanto, 1992).
Kardono darmoyuwono (1982; dalam Sutanto, 1992) menyatakan bahwa penginderaan jauh merupakan teknik yang berkembang menjadi ilmu. Lingkup studinya terlalu luas untuk dicakup oleh suatu teknik yaitu bagian angkasa dan bagian darat. Dua bagian besar ini dirinci lebih jauh atas tujuh bagian yang lebih kecil. Bagian angkasa terdiri dari sistem sensor, sistem wahana, dan sistem telemetri untuk mengirim data ke stasiun penerima di bumi. Bagian bumi terdiri dari sistem penerimaan data di bumi, sistem pemrosesan data, sistem penyimpanan data dan distribusi data, dan sistem penafsiran serta pemakaian data. Semua sistem ini masing-masing memerlukan pakar yang bidang keahliannya tersendiri, misalnya bidang pertanian, geologi, kehutanan, ekologi, kepurbakalaan dan sebagainya. Pada penjelasan ini maka pendapat beliau lebih ditekankan pada lingkup studi panginderaan jauh.
Lueder (1959) mengemukakan bahwa penginderaan jauh sebagai suatu ilmu dan teknik. Penginderaan jauh juga dapat dipandang sebagai teknik bagi ilmu lain. Di dalam penjelasannya, Lueder mengambil batasan ilmu dari Webter’s New Collegiate Dictionary, yaitu (1) pengetahuan yang diperoleh dengan studi dan latihan, (2) suatu bagian pengetahuan yang sistematik, (3) seni atau keterampilan, terutama tentang humor atau sport, seperti misalnya ilmu tinju, (4) suatu cabang studi yang dilakukan dengan jalan observasi dan klasifikasi fakta, terutama dengan menciptakan hukum melalui alur induksi dan hipotesis, (5) himpunan pengetahuan sistematik yang disusun untuk menemukan kebenaran secara umum atau penemuan hukum secara umum, dan (6) pengetahuan tentang dunia fisik yang disebut ilmu alam. Penginderaan jauh merupakan ilmu karena (1) dilakukan atau diperoleh dengan jalan belajar dan latihan seperti pada batasan 1, (2) merupakan pengetahuan sistematik seperti pada batasan 2, (3) dilakukan dengan observasi dan klasifikasi fakta karena foto udara dan citra lainnya menyajikan gambaran tentang kenyataan yang ada dipermukaan bumi, sesuai dengan batasan 4, dan (4) dapat digunakan untuk menemukan kebenaran secara umum seperti misalnya sebagai model medan, sesuai dengan batasan 5.
Everett dan Simonett (1976) mengutarakan bahwa penginderaan jauh merupakan ilmu, antara lain karena karakteristiknya yang berupa (1) konsepsi dasar dan (2) filosofi. Ada empat konsepsi dasar yang mencirikan penginderaan jauh sebagai ilmu, yaitu (a) diskriminasi, (b) resolusi, (c) strategi jamak, dan (d) peranannya berkaitan dengan pengelolaan. Sebagai ilmu yang belum lama berkembang, asas yang mencerminkan kebenaran secara umum masih berupa konsepsi tersebut. Dengan melalui analisis cermat dalam waktu lama, konsepsi tersebut akan berkembang menjadi asas.
Penginderaan jauh bersifat multitingkat karena penginderaannya dapat dilakukan dari ketinggian yang berbeda-beda, yaitu dari pesawat terbang dengan ketinggian antara sekitar 1 km hingga 24 km di atas permukaan bumi dan dari satelit dengan ketinggian antara 150 km hingga 40.000 km bagi satelit yang mengorbit bumi. Bersifat multitemporal karena penginderaannya dapat dilakukan pada saat yang berbeda-beda. Sistem penginderaan multispektral ialah penginderaan atas satu daerah dengan menggunakan lebih dari satu sensor atau detektor yang masing-masing menggunakan spektrum elektromagnetik berbeda-beda. Multipolarisasi ialah polarisasi lebih dari satu bidang. Tenaga elektromagnetik yang mengenai obyek dapat dipandang menjalar melalui segala bidang. Tenaga yang dipantulkan obyek dapat dipolarisasi, yaitu dibuat hanya melalui satu bidang. Contoh multipolarisasi yaitu misalnya polarisasi untuk obyek yang berupa air dibuat berlainan dengan polarisasi bagi obyek yang berupa vegetasi. Multiarah yaitu arah sensornya berbeda-beda, misalnya tegak-lurus ke bawah, miring ke kanan, atau miring ke kiri. Penajaman citra ialah pemrosesan citra agar ia tampak lebih tajam, yaitu beda antara gambaran yang satu dengan lainnya menjadi lebih jelas. Penajaman citra secara digital dapat dilakukan antara lain dengan merentang kontras (contrast stretch), penajaman tepi (edge enhancement), dan pemutaran sumbu koordinat (principal component analysis). Multipenajaman ialah penggunaan lebih dari satu penajaman secara bersama.
Informasi yang diperoleh dengan cara multitingkat, multispektral, multitemporal, multipolarisasi, multiarah, dan multi penajaman pada umumnya lebih banyak bila dibanding dengan informasi yang diperoleh melalui satu tingkat, satu waktu, satu spektrum, satu polarisasi, satu penajaman, dan satu arah. Berbeda dengan ilmu lainnya maka peranan penajaman jauh sangat besar di dalam sistem informasi data dan pengelolaannya. Peranannya antara lain untuk mendeteksi perubahan, kalibrasi bagian lain pada sistem yang sama, substitusi data lain sesudah dilakukan kalibrasi, dan pengembangan model baru dalam satu disiplin ilmu.
Abler, Adams, dan Gould (1972) mengutarakan bahwa ilmu pengetahuan atau sains dikembangkan dan dilaksanakan oleh kelompok-kelompok pakar dengan tugas yang berbeda-beda. Secara keseluruhan, tugas mereka tertuju ke arah pemecahan masalah. Kita ketahui bahwa masalah dapat dirumuskan sebagai (1) sesuatu yang aneh, yang tidak biasa, tidak pada tempatnya, (2) sesuatu yang kurang jelas, dan (3) sesuatu yang menimbulkan tantangan (Tejoyuwono, 1982).
Kelompok yang langsung berhadapan dengan masalah disebut praktisi. Mereka melakukan pekerjaan untuk memecahkan masalah tanpa memikirkan cara-cara baru untuk melaksanakannya. Cara yang dipergunakan merupakan cara yang telah dipelajari di sekolahnya. Sebagai contoh, dokter yang melakukan operasi usus buntu dengan menggunakan cara yang telah dipelajari di Fakultas Kedokteran. Demikian pula halnya dengan geologiawan yang mendesain eksplorasi sumberdaya mineral menggunakan metode yang telah ada. Jumlah praktisi lebih banyak bila dibanding dengan jumlah kelompok lain.
Di atas praktisi ada kelompok metodologiwan. Mereka bertugas untuk mempelajari dan mengembangkan metode baru. Di atasnya lagi ada teoriwan yang bertugas memikirkan tentang cara-cara orang berpikir atas apa yang dilakukan dalam ilmu, bertugas untuk menyusun teori baru, mengembangkan teori yang ada, atau menyanggah teori yang telah ada bila teori tersebut ternyata lemah. Di atas segala kelompok ini ada kelompok kecil yang disebut filosofiwan yang bertugas untuk memecahkan masalah abstrak yang sifatnya mendasar bagi ilmu pengetahuan. Mereka itulah yang meletakkan landasan bagi kerangka konseptual ilmu pengetahuan.
Everett dan Simonett (1976) menyatakan bahwa yang menjadi masalah utama bagi para filosofiwan dalam penginderaan jauh yaitu antara lain (1) tingkat konsistensi informasi yang diperoleh, (2) pengubahan ujud alamiah menjadi ujud budaya (artefacting), (3) ketidak-pastian, (4) tidak tepatnya ekstrapolasi antara data yang skalanya berbeda, (5) masalah informasi yang bergantung pada skala, dan (6) keanekaan parameter lingkungan secara spasial dan secara temporal untuk diubah menjadi data penginderaan jauh (environmental modulation transfer function).
Data dan informasi yang tidak konsisten merupakan masalah bagi kebanyakan sumber data. Data penginderaan jauh pun tidak luput dari masalah ini. Meskipun demikian, data penginderaan jauh secara relatif lebih konsisten bila dibandingkan dengan sumber data lainnya. Hasil penelitian penggunaan lahan dan kualitas lingkungan yang dilakukan oleh Tibault et al. menunjukkan bahwa data penginderaan jauh dapat meningkatkan konsistensi data dasarnya dan meningkatkan kerinciannya.
Di samping dapat meningkatkan konsistensi data lain bila digunakan untuk tema tertentu, konsistensi data penginderaan jauh memang masih perlu dipertanyakan. Hubungan antara konsistensi data, resolusi sistem penginderaan jauh, dan kerumitan lingkungan dapat disajikan dalam bentuk formula berikut (Sutanto, 1992):
K = f (R (s, p, r, t), L (s, k, q, t) D) ………………………………………. (1)
Keterangan:
K = tingkat konsistensi
R = resolusi sistem penginderaan jauh yang berkaitan dengan komponen
resolusi spasial (s), spektral (p), radiometrik (r), dan temporal (t)
L = kerumitan lingkungan yang berkaitan dengan agihan frekuensi spasial
(s), kategorik (k), kuantitatif (q), dan temporal (t) lingkungan suatu
daerah (D)
Konsistensi berbanding terbalik terhadap kerumitan lingkungan dalam ruang dan waktu serta luas daerah yang dikaji, dan konsistensi berbanding lurus terhadap resolusi sistem penginderaan jauh. Berdasarkan uraian tersebut maka mudah dimengerti bahwa konsistensi yang tinggi untuk daerah luas hanya dapat diperoleh bagi kategori yang bersifat umum, tidak rinci. Semakin tinggi kerinciannya, semakin rendah konsistensinya.
Berdasarkan semua uraian diatas maka dapat didefenisikan bahwa Interpretasi Citra untuk Survei Geologi adalah perbuatan mendeteksi, mengidentifikasi, dan menganalisis obyek pada permukaan bumi yang terekam pada citra dengan tujuan mengetahui keadaan geologinya serta arti pentingnya obyek tersebut.
Keadaan geologinya yang dapat diamati terutama keadaan geomorfologi litologi dan struktur geologi. Dengan mengetahui keadaan geologi tersebut di atas maka akan dapat diketahui pula keadaan geologi yang lain seperti stratigrafi hidrogeologi, lingkungan geologi dan sebagainya.

Foto udara merupakan citra yang sudah lama digunakan dalam mempelajari geologi. Oleh karena itu ilmu yang sudah lama berkembang adalah Fotogeologi (Photogeology) atau sering yang pula dengan Aerogeology.
Hasil interpretasi dari suatu citra adalah peta geologi dan laporannya. Peta geologi adalah peta yang menyajikan :
a. distribusi macam dan pelamparannya satuan batuan
b. umur atau urut-urutan pembentukan tiap satuan batuan yang disajikan dalam keterangan atau legenda
c. elemen struktur geologi
1. jurus dan kemiringan lapisan batuan (lipatan)
2. kekar
3. sesar
d. profil (penampang melintang) geologi

Peta geologi yang menggunakan peta topografi bergaris sebagai peta dasar keadaan geomorfologi juga diketahui pola yang kontur dan yang penyaluran .
Kadang-kadang peta geologi dibuat untuk tujuan khusus, misalnya :
 untuk bidang Teknik Sipil peta geologi perlu disertai informasi mengenai sifat teknik batuan dan tanah serta lokasi bahan bangunan Peta ini bisa disebut Peta Geologi Teknik.
 Untuk perencanaan pengembangan wilayah peta geologi perlu disertai informasi mengenai lokasi sumberdaya mineral dan batuan serta informasi mengenai lokasi daerah rentan bencana alam Peta ini biasa disebut Peta Geologi Lingkungan.

Sistem Indra Jarak Jauh
Penginderaan jauh dengan menggunakan tenaga matahari dinamakan penginderaan jauh sistem pasif. Penginderaan jauh sistem pasif menggunakan pancaran cahaya, hanya dapat beroperasi pada siang hari saat cuaca cerah. Penginderaan jauh sistem pasif yang menggunakan tenaga pancaran tenaga thermal, dapat beroperasi pada siang maupun malam hari.
Citra mudah pengenalannya pada saat perbedaan suhu antara tiap objek cukup besar. Kelemahan penginderaan jauh sistem ini adalah resolusi spasialnya semakin kasar karena panjang gelombangnya semakin besar.
Penginderaan jauh dengan menggunakan sumber tenaga buatan disebut penginderaan jauh sistem aktif. Penginderaan sistem aktif sengaja dibuat dan dipancarkan dari sensor yang kemudian dipantulkan kembali ke sensor tersebut untuk direkam. Pada umumnya sistem ini menggunakan gelombang mikro, tapi dapat juga menggunakan spektrum tampak, dengan sumber tenaga buatan berupa laser.
Penginderaan jauh yang menggunakan Matahari sebagai tenaga alamiah disebut penginderaan jauh sistem pasif, sedangkan yang menggunakan sumber tenaga lain (buatan) disebut penginderaan jauh sistem aktif. Tenaga elektromagnetik pada penginderaan jauh sistem pasif dan sistem aktif untuk sampai di alat sensor dipengaruhi oleh atmosfer.
Atmosfer mempengaruhi tenaga elektromagnetik yaitu bersifat selektif terhadap panjang gelombang, karena itu timbul istilah “Jendela atmosfer”, yaitu bagian spectrum elektromagnetik yang dapat mencapai bumi. Adapun jendela atmosfer yang sering digunakan dalam penginderaan jauh ialah spektrum tampak yang memiliki panjang gelombang 0,4 mikrometer hingga 0,7 mikrometer.
Spektrum elektromagnetik merupakan spektrum yang sangat luas, hanya sebagian kecil saja yang dapat digunakan dalam penginderaan jauh, itulah sebabnya atmosfer disebut bersifat selektif terhadap panjang gelombang. Hal ini karena sebagian gelombang elektromagnetik mengalami hambatan, yang disebabkan oleh butir-butir yang ada di atmosfer seperti debu, uap air dan gas. Proses penghambatannya terjadi dalam bentuk serapan, pantulan dan hamburan.
gelombang elektromagnetik yang digunakan dalam penginderaan jauh Spektrum/saluran Panjang gelombang.
Faktor-faktor lain yang mempengaruhi jumlah tenaga matahari untuk sampai ke
permukaan bumi adalah:
a. Waktu (jam atau musim)
Faktor waktu berpengaruh terhadap banyak sedikitnya energi matahari untuk sampai ke bumi. Misalnya pada siang hari jumlah tenaga yang diterima lebih banyak dibandingkan dengan pagi.
b. Lokasi
Lokasi ini erat kaitannya dengan posisinya terhadap lintang geografi dan posisinya terhadap permukaan laut. Misalnya di daerah khatulistiwa jumlah tenaga yang diterima lebih banyak dari pada daerah lintang tinggi.
c. Kondisi cuaca
Kondisi cuaca mempengaruhi adanya hambatan di atmosfer. Misalnya saat cuaca berawan jumlah tenaga yang diterima lebih sedikit dari pada saat cuaca cerah.

Pembagian Citra Indra jarak Jauh
Dalam interpretasi geologi yang biasa digunakan adalah:
1. Foto udara
2. Citra Landsat dan SPOT
3. Citra Radar
4. Citra Inframerah Termah

Foto udara
Allum (1966: 4) menyebutkan bahwa untuk pekerjaan Geologi Teknik yang baik digunakan adalah fota udara berskala 1 : 50.000, untuk pekerjaan geologi rinci (detail) yang baik adalah foto udara berskala 1 : 20.000 dan untuk pemetaan geologi regional digunakan foto udara berskala 1 : 40.000 atau yang lebih kecil.

Citra Landsat dan SPOT
Citra Landsat (Land satellite) dan citra SPOT (System/Satellite Probatoire de l'Observation la Terra) berskala 1: 250.000, 1 : 200.000 atau 1: 100.000 digunakan untuk penjelajahan cepat di daerah yang luas.

Citra Radar
Citra Radar (Radio detection and ranging) meliputi citra SLAR (Side-Looking Airborne Radar), SIR (Shuttle Imaging Radar), STAR (Sea-Ice and Terrestrial Assesment Radar) dan SAR (Synthetic Apertur Radar), JERS (Japanese Erth Resources Satelltite), Radarsat, ERS (Earth Resources Satellite).
Citra Radar berskala 1 : 250.000 sangat membantu dalam pemetaan geologi regional di daerah berelief tinggi dan bervegetasi lebat yang sulit didatangi secara langsung.

Citra Inframerah Termal
Inframerah termal berskala 1:18.000, yang berskala lebih besar atau lebih kecil berguna untuk :
a. Delineasi distribusi dan persebaran lava dan materi piroklastik yang dihasilkan oleh gunung api aktif.
b. Menentukan lokasi mata air dan mata air panas
c. Menentukan lokasi materi terpendam
d. Menentukan pola penyaluran luar dan dalam (di bawah permukaan bumi) atau sungai yang tertutup oleh es di daerah kutub.
e. Membantu pemetaan geologi untuk menentukan batas satuan geomorfologi, satuan batuan, pola penyaluran, pola lipatan, kekar dan sesar.


Aplikasi Dalam Bidang Geologi
Penginderaan jarak jauh sangat bermanfaat dalam bidang geologi. Ilmu penginderaan jarak jauh merupakan suatu awal dalam melakukan suatu kegiatan explorasi pada suatu daerah. Penginderaan jarak jauh juga sangat membantu para geologist dalam pengambilan data di lapangan, hal ini dikarenakan ilmu penginderaan jarak jauh dapat memberikan hampir 50% data suatu daerah tanpa langsung terjun kelapangan.
Dalam ilmu kebumian aplikasi pengindraan jarak jauh dapat dikategorikan dalam beberapa kategori yaitu : Aplikasi untuk atmosfer, hidrosfer, litosfer-geosfer, biosfer, lingkungan, kriosfer, dan sistem pengumpulan data.
Bidang bahasannya sangat berfariasi sesuai dengan disiplin ilmu kebumian, antara lain : Archeology, Antrophology, Kartografy, Geology ( Survey, Sumber Daya Mineral), Tataguna Lahan (Perkotaaan, Pertanian, Survey Tanah, Kelembaban Tanah Dan Evavotranspirasi, Prediksi Hasil, Infentarisasi Hutan), Teknik sipil (Studi Lokasi, Sumber Daya Air), Studi Pantai (Erosi, Perubahan Garis Pantai, Batimentri, Sedimentasi,Pemantauan Pencemaran), Oseanografi (Suhu Permukaan,Geoid, Topografi Bawah Permukaan, Angin, Sirkulasi,Pemantauan Pencemaran), Meteorology (Pelacakan Sistem Cuaca, Peramalan Cuaca, Pengukuran Profil Atsmosfer, Klasifikasi Awan).

No comments:

Post a Comment