Minggu, 23 Oktober 2016
Jumat, 21 Oktober 2016
Kamis, 13 Oktober 2016
Hambatan pada penginderaan jauh
Hambatan yang besar muncul di dalam
atmosfer yang rapat, dan satelit dengan perigee dibawah ~120 km memiliki kala
hidup yang pendek. Disisi lain, satelit pada ketinggian diatas 600 km, hambatan
atmosfernya lemah dimana satelit biasanya bertahan pada orbitnya lebih dari
kala hidup operasional satelit. Pada ketinggian ini, gangguan periode orbit
sangat kecil sehingga kita bisa dengan mudah menghitungnya tanpa pengetahuan
yang tepat mengenai kerapatan atmosfer. Di ketinggian menengah, dua variabel
kasar dari sumber energi menyebabkan variasi yang besar dalam kerapatan
atmosfer dan menimbulkan gangguan orbit. Variasi ini dapat diprediksi dengan
dua model empiris:
Hambatan yang besar muncul di dalam
atmosfer yang rapat, dan satelit dengan perigee dibawah ~120 km memiliki kala
hidup yang pendek. Disisi lain, satelit pada ketinggian diatas 600 km, hambatan
atmosfernya lemah dimana satelit biasanya bertahan pada orbitnya lebih dari
kala hidup operasional satelit. Pada ketinggian ini, gangguan periode orbit
sangat kecil sehingga kita bisa dengan mudah menghitungnya tanpa pengetahuan
yang tepat mengenai kerapatan atmosfer. Di ketinggian menengah, dua variabel
kasar dari sumber energi menyebabkan variasi yang besar dalam kerapatan
atmosfer dan menimbulkan gangguan orbit. Variasi ini dapat diprediksi dengan
dua model empiris: Mass Spectometer Incoherent Scatter (MSIS) dan model Jacchia
[Hedin,1986; Jacchia,1977]. Ketinggian diantara 120 dan 600 km termasuk dalam
termosfer Bumi, daerah diatas 90 km dimana absorpsi Radiasi Ultraviolet Ekstrim
(EUV) dari Matahari menghasilkan penurunan temperatur terhadap ketinggian dalam
laju yang sangat cepat. Pada ketinggian ~200-250 km, temperatur ini mendekati
nilai batas, dinamakan dengan temperatur eksosfer, dimana nilai rata-ratanya
berada pada rentang diantara ~600 dan 1200 K selama siklus Matahari. Termosfer
mungkin juga mengalami pemanasan yang kuat dari aktivitas geomagnet, yang
merupakan transfer energi dari magnetosfer dan ionosfer. Pemanasan termosfer
menurunkan kerapatan atmosfer dikarenakan pemuaian termosfer menyebabkan
penurunan tekanan pada ketinggian yang bersangkutan. Pemanasan selama radiasi
ultraviolet ekstrim dan variasi siklus Matahari mempunyai pengaruh yang besar
terhadap kala hidup satelit. Badai Geomagnet biasanya terlalu singkat untuk
mempengaruhi kala hidup satelit secara signifikan. Radiasi ultraviolet ekstrim
dari Matahari diserap secara sempurna oleh atmosfer sebelum menyentuh permukaan
Bumi dan itu tidak dihitung secara berkala oleh instrumen bawaan satelit;
konsekuensinya, pengaruh terhadap satelit tidak dapat diprediksikan. Aktivitas
Matahari dipantau menggunakan semacam indeks seperti bilangan sunspot dan
indeks F10.7 yang sebelumnya didiskusikan. Kerapatan diperoleh dari model
atmosfer MSIS [Hedin,1986]. Dibawah 150 km, kerapatan tidak terlalu dipengaruhi
oleh aktivitas Matahari. Bagaimanapun, pada ketinggian satelit dalam rentang
500 sampai 800 km, variasi kerapatan diantara aktivitas Matahari maksimun dan
aktivitas Matahari minimum menunjukan perbedaan yang besarnya mendekati orde 2.
Variasi yang besar dalam kerapatan menyatakan secara tidak langsung bahwa
satelit akan jatuh lebih cepat selama periode aktivitas Matahari maksimum dan
lebih lambat selama aktivitas Matahari minimum. Kami mengasumsikan bahwa
seluruh satelit yang diluncurkan dalam orbit lingkaran sempurna pada ketinggian
700 km- tahun 1956 tiga satelit diluncurkan pada permulaan aktivitas Matahari
maksimum, tahun 1959 tiga satelit diluncurkan menjelang akhir dari aktivitas
Matahari maksimum, dan tahun 1962 tiga satelit diluncurkan mendekati waktu
aktivitas Matahari minimum. Dalam setiap kelompok, masing-masing satelit
memiliki koefisien balistik yaitu 20 kg/m2, 60 kg/m2 dan 200 kg/m2. Sejarah
dari 9 satelit ini ditunjukan pada grafik. Satelit jatuh sangat lambat selama
aktivitas Matahari minimum, kemudian sangat cepat selama aktivitas Matahari
maksimum. untuk satu satelit, setiap periode aktivitas Matahari maksimum akan
menghasilkan kejatuhan yang besar dibandingkan saat aktivitas Matahari maksimum
sebelumnya karena satelit mengalami pelemahan. Hal ini tentu akan terjadi
bergantung pada tingkat aktivitas Matahari maksimum tertentu. Pengaruh dari
aktivias Matahari maksimum juga akan bergantung pada koefisien balistik
satelit. Satelit dengan koefisien balistik yang rendah akan bereaksi dengan
cepat terhadap atmosfer dan akan cenderung jatuh dengan segera. Satelit dengan
koefisien balistik yang tinggi akan mendorong melewati nilai yang besar dari
siklus Matahari dan akan jatuh lebih lambat. Perlu dicatat bahwa waktu satelit
jatuh menghasilkan perhitungan yang lebih baik dalam siklus matahari
dibandingkan dalam tahun. 9 satelit tersebut seluruhnya jatuh selama periode
aktivitas Matahari maksimum. Untuk rentang koefesien balistik yang ditunjukan,
kala hidup bervariasi dari yang mendekati setengah siklus Matahari (5 tahun)
hingga 17 siklus Matahari (190 tahun). Untuk memprediksikan dimana satelit akan
jatuh benar-benar sulit. Dibawah ketinggin 200 km, satelit yang mengorbit jatuh
dalam beberapa hari, kerapatan atmosfer sebagian besar bebas dari pengaruh
sikus Matahari, dan kurva di bagian atas dan bawah untuk setiap koefisien mulai
menyatu. Dilihat dari kala hidup satelit pada setengah siklus Matahari
(mendekati 5 tahun), terdapat perbedaan yang sangat besar diantara satelit yang
diluncurkan pada permulaan aktivitas Matahari minimum (kurva atas) dan yang
diluncurkan pada permulaan aktivitas Matahari maksimum (kurva bawah). Juga
perhatikan bahwa perbedaan diantara kurva aktivitas Matahari maksimum dan
aktivitas Matahari minimum lebih besar untuk satelit dengan koefisien balistik
yang rendah seperti yang sudah kita prediksikan. Setelah setengah siklus
Matahari, satelit di kurva atas dari setiap pasangan akan menyentuh aktivitas
Matahari maksimum dan kurva akan menjadi lebih datar. Perbedaan terdapat pada
kurva bawah yang akan menyentuh aktivitas Matahari minimum dan akan hampir
berhenti jatuh sedemikian sehingga kurva menjadi hampir vertikal. Pola osilasi
ini berlanjut dengan frekuensi 11 tahunan siklus Matahari yang dapat dilihat dibagian
atas kurva. Pada akhirnya di ketinggian yang tinggi dan kala hidup yang
panjang, kurva menyatu karena satelit akan melihat jumlah yang besar dari
siklus Matahari dan akan membuat perbedaan yang sangat kecil ketika satelit
diluncurkan, tentunya kala hidup sebenarnya untuk setiap satelit tertentu akan
bergantung pada kedua hal yaitu variasi indeks F10,7 sebenarnya dan rancangan
serta letak satelit.
Jumat, 07 Oktober 2016
sejarahperkembangan pengindraan jauh
1.1.
Definisi Penginderaan Jauh
Penginderaan jauh adalah ilmu atau seni untuk memperoleh informasi tentang objek, daerah atau gejala, dengan jalan menganalisis data yang diperoleh dengan menggunakan alat, tanpa kontak langsung dengan objek, daerah atau gejala yang akan dikaji (Lillesand dan Kiefer, 1990).
Penginderaan jauh merupakan upaya untuk memperoleh, menemutunjukkan
(mengidentifikasi) dan menganalisis objek dengan sensor pada posisi pengamatan daerah kajian (Avery, 1985).
Penginderaan jauh merupakan teknik yang dikembangkan untuk memperoleh dan menganalisis informasi tentang bumi. Informasi itu berbentuk radiasi lektromagnetik yang dipantulkan atau dipancarkan dari permukaan bumi (Lindgren, 1985).
“Penginderaan jauh merupakan ilmu, metode atau teknik memperoleh informasi objek permukaan bumi dengan menggunakan alat yang disebut “sensor” (alat peraba), tanpa melalui kontak langsung dengan objeknya”.
1.2.
Masukan Data Penginderaan Jauh
Dalam penginderaan jauh didapat masukan data atau hasil observasi yang disebut citra. Citra dapat diartikan sebagai gambaran yang tampak dari suatu objek yang sedang diamati, sebagai hasil liputan atau rekaman suatu alat pemantau. Sebagai contoh, memotret bunga di taman. Foto bunga yang berhasil kita buat itu erupakan citra bunga tersebut. Menurut Simonett (1983): bahwa citra sebagai gambaran rekaman suatu objek (biasanya berupa suatu gambaran pada foto) yang didapat dengan cara optik, elektro optik, optik mekanik atau elektronik. Di dalam bahasa Inggris terdapat dua istilah yang berarti citra dalam bahasa Indonesia, yaitu “image” dan “imagery”, akan tetapi istilah imagery dirasa lebih tepat penggunaannya (Sutanto, 1986).
Agar dapat dimanfaatkan maka citra tersebut harus diinterpretasikan atau diterjemahkan/ditafsirkan terlebih dahulu. Interpretasi citra merupakan kegiatan mengkaji foto udara dan atau citra dengan maksud untuk mengidentifikasi objek dan menilai arti pentingnya objek tersebut (Estes dan Simonett, 1975). Singkatnya interpretasi citra merupakan suatu proses pengenalan objek yang berupa gambar (citra) untuk digunakan dalam disiplin ilmu tertentu seperti Geologi, Geografi, Ekologi, Geodesi dan disiplin ilmu lainnya.
1.3.
Alat Penginderaan Jauh
Untuk melakukan penginderaan jarak jauh diperlukan alat sensor, alat pengolah data dan alat-alat lainnya sebagai pendukung. Oleh karena sensor tidak ditempatkan pada objek, maka perlu adanya wahana atau alat sebagai tempat untuk meletakkan sensor. Wahana tersebut dapat berupa balon udara, pesawat terbang, satelit atau wahana lainnya (lihat gambar 1.2). Antara sensor, wahana, dan citra diharapkan selalu berkaitan, karena hal itu akan menentukan skala citra yang dihasilkan.
Gambar 1.2. Wahana PenginderaanJauh (Lindgren, 1985).
Semakin tinggi letak sensor maka daerah yang terdeteksi atau yang dapat diterima oleh sensor semakin luas. Jadi jangkauan penginderaannya semakin luas seperti digambarkan pada Gambar 1.3.
Gambar 1.3. Konsep multitingkat (berdasarkan uraian National Academy of Sciences, 1977)
Keterangan:
I. Satelit dengan orbit 200 - 36.000 km;
II. Pesawat yang terbang rendah (> 15 km);
III. Pesawat yang terbang rendah (9 – 15 km);
IV. Pesawat yang terbang rendah (< 9 km).
Alat sensor dalam penginderaan jauh dapat menerima informasi dalam berbagai bentuk antara lain sinar atau cahaya, gelombang bunyi dan daya elektromagnetik. Alat sensor digunakan untuk melacak, mendeteksi, dan merekam suatu objek dalam daerah jangkauan tertentu. Tiap sensor memiliki kepekaan tersendiri terhadap bagian spektrum elektromagnetik. Kemampuan sensor untuk merekam gambar terkecil disebut resolusi spasial. Semakin kecil objek yang dapat direkam oleh sensor semakin baik sensor dan semakin baik resolusi spasial pada citra. Berdasarkan proses perekamannya sensor dapat dibedakan atas:
a. Sensor Fotografi
Proses perekamannya berlangsung seperti pada kamera foto biasa, atau yang kita kenal yaitu melalui proses kimiawi. Tenaga elektromagnetik yang diterima kemudian direkam pada emulsi film dan setelah diproses akan menghasilkan foto. Ini berarti, di samping sebagai tenaga, film juga berfungsi sebagai perekam, yang hasil akhirnya berupa foto udara, jika perekamannya dilakukan dari udara, baik melalui pesawat udara atau wahana lainnya. Tapi jika perekamannya dilakukan dari antariksa maka hasil akhirnya disebut foto satelit atau foto orbital. Menurut Lillesand dan Kiefer, ada beberapa keuntungan menggunakan sensor fotografi, yaitu:
§ Caranya sederhana seperti proses pemotretan biasa.
§ Biayanya tidak terlalu mahal.
§ Resolusi spasialnya baik.
b. Sensor Elektronik
Sensor elekronik berupa alat yang bekerja secara elektrik dengan pemrosesan menggunakan komputer. Hasil akhirnya berupa data visual atau data digital /numerik. Proses perekamannya untuk menghasilkan citra dilakukan dengan memotret data visual dari layar atau dengan menggunakan film perekam khusus. Hasil akhirnya berupa foto dengan film sebagai alat perekamannya dan tidak disebut foto udara tetapi citra. Agar informasi-informasi dalam berbagai bentuk tadi dapat diterima oleh sensor, maka harus ada tenaga yang membawanya antara lain matahari. Informasi yang diterima oleh sensor dapat berupa:
· Distribusi daya (forse).
· Distribusi gelombang bunyi.
· Distribusi tenaga elektromagnetik.
Informasi tersebut berupa data tentang objek yang diindera dan dikenali dari hasil rekaman berdasarkan karakteristiknya dalam bentuk cahaya, gelombang bunyi, dan tenaga elektromagnetik. Contoh: Salju dan batu kapur akan memantulkan sinar yang banyak (menyerap sinar sedikit) dan air akan memantulkan sinar sedikit (menyerap sinar banyak). Informasi tersebut merupakan hasil interaksi antara tenaga dan objek. Interaksi antara tenaga dan objek direkam oleh sensor, yang berupa alat-alat sebagai berikut:
· Gravimeter : mengumpulkan data yang berupa variasi daya magnet.
· Magnetometer : mengumpulkan data yang berupa variasi daya magnet.
· Sonar : mengumpulkan data tentang distribusi gelombang dalam air.
· Mikrofon : mengumpulkan/menangkap gelombang bunyi di udara.
· Kamera : mengumpulkan data variasi distribusi tenaga elektromagnetik
yang berupa sinar.
Seperti telah disebutkan bahwa salah satu tenaga yang dimanfaatkan dalam penginderaan jauh antara lain berasal dari matahari dalam bentuk tenaga elektromagnetik (lihat tabel 1). Matahari merupakan sumber utama tenaga elektromagnetik ini. Di samping matahari sebagai sumber tenaga alamiah, ada juga sumber tenaga lain, yakni sumber tenaga buatan.
Tabel 1.1. Spektrum elektromagnetik dan bagian-bagiannya.
No
|
Spektrum / Saluran
|
Panjang Gelombang
|
Keterangan
|
1
|
Gamma
|
0,03 nm
|
Diserap oleh atmosfer, tetapi benda radioaktif dapat diindera dari pesawat terbang rendah
|
2
|
X
|
0,03 - 3 nm
|
Diserap oleh atmosfer, sinar buatan digunakan dalam kedokteran
|
3
|
Ultraviolet (UV)
|
3 nm - 0,4 µm
|
0,3 µm diserap oleh atmosfer.
|
4
|
UV fotografik
Tampak
Biru
Hijau
Merah
|
0,3 - 0,4 µm
0,4 - 0,7 µm
0,4 - 0,5 µm
0,5 - 0,6 µm
0,6 - 0,7 µm
|
Hamburan atmosfer berat sekali,
diperlukan lensa kuarsa dalam
kamera
|
5
|
Inframerah (IM)
|
0,7 - 1.000 µm
|
Jendela atmosfer terpisah oleh
saluran absorpsi.
|
6
|
IM Pantulan
|
0,7 - 3 µm
|
|
7
|
IM Fotografik
|
0,7 - 0,9 µm
|
Film khusus dapat merekam
hingga panjang gelombang hampir
1,2 µm.
|
8
|
IM Termal
|
3 - 5 µm
|
Jendela-jendela atmosfer dalam
spektrum ini.
|
9
|
Gelombang mikro
|
8 - 14 µm
|
Gelombang panjang yang mampu
menembus awan, citra dapat dibuat dengan cara pasif dan aktif.
|
10
|
Radar
Ka
K
Ku
X
C
S
L
P
|
0,3 - 300 cm
0,3 - 300 cm
0,8 - 1,1 cm
1,1 - 1,7 cm
1,7 - 2,4 cm
2,4 - 3,8 cm
3,8 - 7,5 cm
7,5 - 15 cm
15 - 30 cm
|
Penginderaan jauh sistem aktif.
Yang paling sering digunakan.
Yang paling sering digunakan.
|
11
|
Radio
|
30 - 100 cm
|
Tidak digunakan dalam
penginderaan jauh.
|
Sumber: Paine, 1981
1.4. Sistem Penginderaan 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.
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 spektrum 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 (Lihat Tabel 1.1). Sebagaimana terlihat pada tabel tersebut, 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 (Lihat Gambar 1.4)
Gambar 1.4. Interaksi antara tenaga elektromagnetik dan atmosfer.
Faktor-faktor lain selain atmosfer 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.
II. CITRA HASIL PENGINDERAAN JAUH
2.1. Jenis Citra
Hasil proses rekaman data penginderaan jauh tersebut berupa:
§ Data digital atau data numerik untuk dianalisis dengan menggunakan komputer.
§ Data visual dibedakan lebih jauh atas data citra dan data non citra untuk dianalisis dengan cara manual.
Data citra berupa gambaran mirip aslinya, sedangkan data non citra berupa garis atau grafik. Citra dapat dibedakan atas citra foto (photographic image) atau foto udara dan citra non foto (non photographic image). Perbedaan pokok keduanya disajikan pada Tabel 2.1.
Tabel 2.1. Perbedaan citra foto dan non foto
No
|
Jenis Citra
Varia-
bel pembeda
|
Citra foto
|
Citra non foto
|
1
|
Sensor
|
Kamera
|
Non kamera, mendasarkan
atas penyiaman (scanning)
kamera yang detektornya
bukan film.
|
2
|
Detektor
|
Film
|
Pita magnetik, termistor foto
konduktif, foto voltaik, dsb.
|
3
|
Proses perekaman
|
Fotografi/kimiawi
|
Elektronik
|
4
|
Mekanisme perekaman
|
Serentak
|
Parsial
|
5
|
Spektrum elektromagnetik
|
Spektrum tampak dan
perluasannya.
|
Spektra tampak dan
Perluasannya, thermal, dan gelombang mikro.
|
2.1.1. Citra Foto
Citra foto adalah gambaran yang dihasilkan dengan menggunakan sensor kamera (lihat Gambar 2.1). Citra foto dapat dibedakan berdasarkan:
a.
Spektrum Elektromagnetik yang digunakan
Berdasarkan spektrum elektromagnetik yang digunakan, citra foto dapat
dibedakan atas:
1. Foto ultra violet yaitu foto yang dibuat dengan menggunakan spektrum ultra violet dekat dengan panjang gelombang 0,29 mikrometer.
2. Foto ortokromatik yaitu foto yang dibuat dengan menggunakan spektrum tampak dari saluran biru hingga sebagian hijau (0,4 - 0,56 mikrometer).
3. Foto pankromatik yaitu foto yang dengan menggunakan spektrum tampak mata.
4. Foto infra merah yang terdiri dari foto warna asli (true infrared photo) yang dibuat dengan menggunakan spektrum infra merah dekat sampai panjang gelombang 0,9 mikrometer hingga 1,2 mikrometer dan infra merah modifikasi (infra merah dekat) dengan sebagian spektrum tampak pada saluran merah dan saluran hijau.
Langganan:
Postingan (Atom)