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.