Penginderaan jauh

 

                             Gambar dari Death Valley yang dihasilkan oleh polarimetri

Polarimetri adalah pengukuran dan interpretasi polarisasi gelombang transversal, gelombang terutama elektromagnetik, seperti gelombang radio atau cahaya. Biasanya polarimetri dilakukan pada gelombang elektromagnetik yang bepergian melalui atau telah tercermin, dibiaskan, atau difraksi oleh beberapa materi untuk mengkarakterisasi obyek itu. [1] [2]
Polarimeter adalah instrumen ilmiah dasar yang digunakan untuk membuat pengukuran ini, meskipun istilah ini jarang digunakan untuk menggambarkan suatu proses polarimetri dilakukan oleh komputer, seperti dilakukan dalam aperture radar polarimetrik sintetis.
Polarimetri film tipis dan permukaan umumnya dikenal sebagai ellipsometry.
Polarimetri dapat digunakan untuk mengukur sifat optik berbagai material, termasuk birefringence linier, melingkar birefringence (juga dikenal sebagai rotasi optik atau dispersi rotary optik), linier dichroism, dichroism melingkar dan hamburan. [3]
Untuk mengukur berbagai properti, ada banyak desain dari polarimeter. Ada yang kuno dan beberapa sedang digunakan saat ini. The polarimeter paling sensitif didasarkan pada interferometer, sementara polarimeter konvensional lebih didasarkan pada pengaturan filter polarisasi, piring gelombang atau perangkat lain.
Polarimetri juga dapat dimasukkan dalam analisis komputasi gelombang. Misalnya, radar sering mempertimbangkan polarisasi gelombang di pos-pengolahan untuk meningkatkan karakterisasi target. Dalam hal ini, polarimetri dapat digunakan untuk memperkirakan tekstur halus material, membantu menyelesaikan orientasi struktur kecil dalam target, dan, ketika antena sirkuler-terpolarisasi digunakan, menyelesaikan jumlah bouncing dari sinyal yang diterima (kiralitas dari alternatif gelombang polarisasi sirkuler dengan refleksi masing-masing).

Penginderaan jauh (atau disingkat inderaja) adalah pengukuran atau akuisisi data dari sebuah objek atau fenomena oleh sebuah alat yang tidak secara fisik melakukan kontak dengan objek tersebut atau pengukuran atau akuisisi data dari sebuah objek atau fenomena oleh sebuah alat dari jarak jauh, (misalnya dari pesawat, pesawat luar angkasa, satelit, kapal atau alat lain. Contoh dari penginderaan jauh antara lain satelit pengamatan bumi, satelit cuaca, memonitor janin dengan ultrasonik dan wahana luar angkasa yang memantau planet dari orbit. Inderaja berasal dari bahasa Inggris remote sensing, bahasa Perancis télédétection, bahasa Jerman fernerkundung, bahasa Portugis sensoriamento remota,bahasa Spanyol percepcion remote dan bahasa Rusia distangtionaya. Di masa modern, istilah penginderaan jauh mengacu kepada teknik yang melibatkan instrumen di pesawat atau pesawat luar angkasa dan dibedakan dengan penginderaan lainnya seperti penginderaan medis ataufotogrametri. Walaupun semua hal yang berhubungan dengan astronomi sebenarnya adalah penerapan dari penginderaan jauh (faktanya merupakan penginderaan jauh yang intensif), istilah "penginderaan jauh" umumnya lebih kepada yang berhubungan dengan teresterial dan pengamatan cuaca.

Penginderaan Jauh Menurut Para Ahli

§  Menurut Lillesand dan Kiefer (1979)

Penginderaan Jauh adalah ilmu dan seni untuk memperoleh informasi tentang obyek, daerah, atau gejala dengan jalan menganalisis data yang diperoleh dengan menggunakan alat tanpa kontak langsung terhadap obyek, daerah, atau gejala yang dikaji.

§  Menurut Colwell (1984)

Penginderaaan Jauh yaitu suatu pengukuran atau perolehan data pada objek di permukaan bumi dari satelit atau instrumen lain di atas atau jauh dari objek yang diindera.

§  Menurut Curran (1985)

Penginderaan Jauh yaitu penggunaan sensor radiasi elektromagnetik untuk merekam gambar lingkungan bumi yang dapat diinterpretasikan sehingga menghasilkan informasi yang berguna.

§  Menurut American Society of Photogrammetry (1983)

Penginderaan jauh merupakan pengukuran atau perolehan informasi dari beberapa sifat objek atau fenomena, dengan menggunakan alat perekam yang secara fisik tidak terjadi kontak langsung dengan objek atau fenomena yang dikaji.

§  Menurut Avery (1985)

Penginderaan jauh merupakan upaya untuk memperoleh, menunjukkan (mengidentifikasi) dan menganalisis objek dengan sensor pada posisi pengamatan daerah kajian.

§  Menurut Lindgren (1985)

Penginderaan jauh yaitu berbagai teknik yang dikembangkan untuk perolehan dan analisis informasi tentang bumi.

 

Komponen-Komponen Penginderaan Jauh

Gambar

Komponen Penginderaan Jauh

Sumber Tenaga

Sumber tenaga dalam proses inderaja terdiri atas :

§  Sistem pasif adalah sistem yang menggunakan sinar matahari

§  Sistem aktif adalah sistem yang menggunakan tenaga buatan seperti gelombang mikro

Jumlah tenaga yang diterima oleh obyek di setiap tempat berbeda-beda, hal ini dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain :

1.     Waktu penyinaran

Jumlah energi yang diterima oleh objek pada saat matahari tegak lurus (siang hari) lebih besar daripada saat posisi miring (sore hari). Makin banyak energi yang diterima objek, makin cerah warna obyek tersebut.

1.     Bentuk permukaan bumi

Permukaan bumi yang bertopografi halus dan memiliki warna cerah pada permukaannya lebih banyak memantulkan sinar matahari dibandingkan permukaan yang bertopografi kasar dan berwarna gelap. Sehingga daerah bertopografi halus dan cerah terlihat lebih terang dan jelas.

1.     Keadaan cuaca

Kondisi cuaca pada saat pemotretan mempengaruhi kemampuan sumber tenaga dalam memancarkan dan memantulkan. Misalnya kondisi udara yang berkabut menyebabkan hasil inderaja menjadi tidak begitu jelas atau bahkan tidak terlihat.

Atmosfer

Lapisan udara yang terdiri atas berbagai jenis gas, seperti O2, CO2, nitrogen, hidrogen dan helium. Molekul-molekul gas yang terdapat di dalam atmosfer tersebut dapat menyerap, memantulkan dan melewatkan radiasi elektromagnetik.

Di dalam inderaja terdapat istilah Jendela Atmosfer, yaitu bagian spektrum elektromagnetik yang dapat mencapai bumi. Keadaan di atmosfer dapat menjadi penghalang pancaran sumber tenaga yang mencapai ke permukaan bumi. Kondisi cuaca yang berawan menyebabkan sumber tenaga tidak dapat mencapai permukaan bumi.

Interaksi antara tenaga elektromagnetik dan atmosfer

 

Interaksi antara tenaga dan objek

Interaksi antara tenaga dan obyek dapat dilihat dari rona yang dihasilkan oleh foto udara. Tiap-tiap obyek memiliki karakterisitik yang berbeda dalam memantulkan atau memancarkan tenaga ke sensor.

§  Objek yang mempunyai daya pantul tinggi akan terilhat cerah pada citra, sedangkan obyek yang daya pantulnya rendah akan terlihat gelap pada citra. Contoh: Permukaan puncak gunung yang tertutup oleh salju mempunyai daya pantul tinggi yang terlihat lebih cerah, daripada permukaan puncak gunung yang tertutup oleh lahar dingin.

 

Sensor dan Wahana

§  Sensor

Merupakan alat pemantau yang dipasang pada wahana, baik pesawat maupun satelit. Sensor dapat dibedakan menjadi dua :

1.     Sensor fotografik, merekam obyek melalui proses kimiawi. Sensor ini menghasilkan foto. Sensor yang dipasang pada pesawat menghasilkan citra foto (foto udara), sensor yang dipasang pada satelit menghasilkan citra satelit (foto satelit)

2.     Sensor elektronik, bekerja secara elektrik dalam bentuk sinyal. Sinyal elektrik ini direkam dalam pada pita magnetik yang kemudian dapat diproses menjadi data visual atau data digital dengan menggunakan komputer. Kemudian lebih dikenal dengan sebutan citra.

§  Wahana

Adalah kendaraan/media yang digunakan untuk membawa sensor guna mendapatkan inderaja. Berdasarkan ketinggian persedaran dan tempat pemantauannya di angkasa, wahana dapat dibedakan menjadi tiga kelompok:

1.     Pesawat terbang rendah sampai menengah yang ketinggian peredarannya antara 1.000 – 9.000 meter di atas permukaan bumi

2.     Pesawat terbang tinggi, yaitu pesawat yang ketinggian peredarannya lebih dari 18.000 meter di atas permukaan bumi

3.     Satelit, wahana yang peredarannya antara 400 km – 900 km diluar atmosfer bumi.

 

Perolehan Data

Data yang diperoleh dari inderaja ada 2 jenis :

§  Data manual, didapatkan melalui kegiatan interpretasi citra. Guna melakukan interpretasi citra secara manual diperlukan alat bantu bernama stereoskop. Stereoskop dapat digunakan untuk melihat objek dalam bentuk tiga dimensi.

§  Data numerik (digital), diperoleh melalui penggunaan software khusus penginderaan jauh yang diterapkan pada komputer.

 

Pengguna Data

Pengguna data merupakan komponen akhir yang penting dalam sistem inderaja, yaitu orang atau lembaga yang memanfaatkan hasil inderaja. Jika tidak ada pengguna, maka data inderaja tidak ada manfaatnya. Salah satu lembaga yang menggunakan data inderaja misalnya adalah:

§  Bidang militer

§  Bidang kependudukan

§  Bidang pemetaan

§  Bidang meteorologi dan klimatologi

 

Teknik pengumpulan data

Data dapat dikumpulkan dengan berbagai macam peralatan tergantung kepada objek atau fenomena yang sedang diamati. Umumnya teknik-teknik penginderaan jauh memanfaatkan radiasi elektromagnetik yang dipancarkan atau dipantulkan oleh objek yang diamati dalam frekuensi tertentu seperti inframerah, cahaya tampak, gelombang mikro, dsb. Hal ini memungkinkan karena faktanya objek yang diamati (tumbuhan, rumah, permukaan air, udara dll) memancarkan atau memantulkan radiasi dalam panjang gelombang dan intensitas yang berbeda-beda. Metode penginderaan jauh lainnya antara lain yaitu melalui gelombang suara, gravitasi atau medan magnet.

 

Keunggulan, Keterbatasan dan Kelemahan Penginderaan Jauh

Keunggulan Inderaja

Menurut Sutanto (1994:18-23), penggunaan penginderaan jauh baik diukur dari jumlah bidang penggunaannya maupun dari frekuensi penggunaannya pada tiap bidang mengalami pengingkatan dengan pesat. Hal ini disebabkan oleh beberapa faktor antara lain :

§  Citra menggambarkan obyek, daerah, dan gejala di permukaan bumi dengan; wujud dan letak obyek yang mirip ujud dan letak di permukaan bumi, relatif lengkap, meliputi daerah yang luas, serta bersifat permanen.

§  Dari jenis citra tertentu dapat ditimbulkan gambaran tiga dimensional apabila pengamatannya dilakukan dengan alat yang disebut stereoskop.

§  Karaktersitik obyek yang tidak tampak dapat diwujudkan dalam bentukcitra sehingga dimungkinkan pengenalan obyeknya.

§  Citra dapat dibuat secara cepat meskipun untuk daerah yang sulit dijelajahi secara terestrial.

§  Merupakan satu-satunya cara untuk pemetaan daerah bencana.

§  Citra sering dibuat dengan periode ulang yang pendek.

Keterbatasan Inderaja

Berupa ketersediaan citra SLAR yang belum sebanyak ketersediaan citra lainnya. Dari citra yang ada juga belum banyak diketahui serta dimanfaatkan (Lillesand dan Kiefer, 1979). Di samping itu jugaharganya yang relative mahal dari pengadaan citra lainnya (Curran, 1985).

Kelemahan Inderaja

Walaupun mempunyai banyak kelebihan, penginderaan jauh juga memiliki kelemahan antara lain sebagai berikut

§  Orang yang menggunakan harus memiliki keahlian khusus;

§  Peralatan yang digunakan mahal;

§  Sulit untuk memperoleh citra foto ataupun citra nonfoto.

 

Manfaat Penginderaan Jauh

Bidang Kelautan (Seasat, MOS)

§  Pengamatan sifat fisis air laut.

§  Pengamatan pasang surut air laut dan gelombang laut.

§  Pemetaan perubahan pantai, abrasi, sedimentasi, dan lain-lain.

 

Bidang hidrologi (Landsat, SPOT)

§  Pemanfaatan daerah aliran sungai (DAS) dan konservasi sungai.

§  Pemetaan sungai dan studi sedimentasi sungai.

§  Pemanfaatan luas daerah dan intensitas banjir.

 

Bidang geologi

§  Menentukan struktur geologi dan macamnya.

§  Pemantauan daerah bencana (gempa, kebakaran) dan pemantauan debu vulkanik.

§  Pemantauan distribusi sumber daya alam.

§  Pemantauan pencemaran laut dan lapisan minyak di laut.

§  Pemanfaatan di bidang pertahanan dan militer.

§  Pemantauan permukaan, di samping pemotretan dengan pesawat terbang dan aplikasisistem informasi geografi (SIG).

Bidang meteorologi dan klimatologi

§  Membantu analisis cuaca dengan menentukan daerah tekanan rendah dan daerah bertekanan tinggi, daerah hujan, dan badai siklon.

§  Mengetahui sistem atau pola angin permukaan.

§  Permodelan meteorologi dan data klimatologi.

§  Untuk pengamatan iklim suatu daerah melalui pengamatan tingkat kewarnaan dan kandungan air di udara.

Bidang oseanografi

§  Pengamatan sifat fisis air seperti suhu, warna, kadar garam dan arus laut.

§  Pengamatan pasang srut dengan gelombang laut (tinggi, frekuensi, arah).

§  Mencari distribusi suhu permukaan.

§  Studi perubahan pasir pantai akibat erosi dan sedimentasi

Penginderaan Jauh

30 Maret 2008 — La An

Sabins (1996) dalam Kerle, et al. (2004) menjelaskan bahwa penginderaan jauh adalah ilmu untuk memperoleh, mengolah dan menginterpretasi citra yang telah direkam yang berasal dari interaksi antara gelombang elektromagnetik dengan sutau objek. Sedangkan menurut Lillesand and Kiefer (1993), Penginderaan jauh adalah ilmu dan seni untuk memperoleh informasi tentang suatu objek, daerah atau fenomena melalui analisis data yang diperoleh dengan suatu alat tanpa kontak langsung dengan objek, daerah atau fenomena yang dikaji.

Data penginderaan jauh diperoleh dari suatu satelit, pesawat udara balon udara atau wahana lainnya. Data-data tersebut berasal rekaman sensor yang memiliki karakteristik berbeda-beda pada masing-masing tingkat ketinggian yang akhirnya menentukan perbedaan dari data penginderaan jauh yang di hasilkan (Richards and Jia, 2006).Pengumpulan data penginderaan jauh dapat dilakukan dalam berbagai bentuk sesuai dengan tenaga yang digunakan. Tenaga yang digunakan dapat berupa variasi distribusi daya, distribusi gelombang bunyi atau distribusi energi elektromagnetik (Purwadhi, 2001).

                 

Skema Umum Penginderaan Jauh

Penginderaan jauh sangat tergantung dari energi gelombang elektromagnetik. Gelomabng elektromagnetik dapat berasal dari banyak hal, akan tetapi gelombang elektromagnetik yang terpenting pada penginderaan jauh adalah sinar matahari. Banyak sensor menggunakan energi pantulan sinar matahari sebagai sumber gelombang elektromagnetik, akan tetapi ada beberapa sensor penginderaan jauh yang menggunakan energi yang dipancarkan oleh bumi dan yang dipancarkan oleh sensor itu sendiri. Sensor yang memanfaatkan energi dari pantulan cahaya matahari atau energi bumi dinamakan sensor pasif, sedangkan yang memanfaatkan energi dari sensor itu sendiri dinamakan sensor aktif (Kerle, et al., 2004)

                                                

Ukuran energi yang dipantulkan dan dipancarkan oleh sensor penginderaan jauh (Karle, el al., 2004)

Analisa data penginderaan jauh memerlukan data rujukan seperti peta tematik, data statistik dan data lapangan. Hasil nalisa yang diperoleh berupa informasi mengenai bentang lahan, jenis penutup lahan, kondisi lokasi dan kondisi sumberdaya lokasi. Informasi tersebut bagi para pengguna dapat dimanfaatkan untuk membantu dalam proses pengambilan keputusan dalam mengembangkan daerah tersebut. Keseluruhan proses pmulai dari pengambilan data, analisis data hingga penggunaan data tersebut disebut Sistem Penginderaan Jauh (Purwadhi, 2001)