Teknik-Teknik
Survey Modern
Pendahuluan
Penginderaan Jarak Jauh (Remote Sensing)
Data mengenai bumi bisa
diperoleh dari tanah atau dari atas tanah melalui lapisan udara atau ruang
angkasa. Yang disebut dengan remote
sensing atau inderaja adalah jika data diperoleh melalui sensor yang
dipasang pada satelit.
Penginderaan
Jarak Jauh (Remote Sensing)
Inderaja adalah proses/ teknik mengumpulkan informasi
mengenai sebuah obyek, area atau fenomena melalui analisis data yang diperoleh
dengan menggunakan alat tanpa kontak langsung dengan obyek, area atau fenomena
tersebut. Penginderaan jarak jauh ini terdiri dari interpretasi pengukuran
energi elektromagnetik yang dipantulkan atau dipancarkan target dari vantage-point (titik yang paling
menguntungkan) yang terletak jauh dari target. Ini digunakan untuk meneliti
karakteristik fisik dan kimiawi suatu obyek dari jarak jauh.
Berdasarkan bagan di atas, sistem penginderaan jarak jauh
yang ideal terdiri dari: sumber energi elektromagnetik, propagasi energi,
interaksi energi, sinyal kembali, perekaman dan output bagi pengguna.
Sumber energi elektromagnetik memberikan energi dengan level
tinggi untuk semua panjang gelombang pada intensitas kontan yang diketahui.
Energi ini melewati atmosfir non-interfensi di mana tidak terjadi kehilangan
energi dan jatuh di atas target. Berdasarkan karakteristik target, energi yang
masuk berinteraksi dengan target dan menghasilkan energi yang unik dan sama
yang dipantulkan dan/ atau dipancarkan pada semua panjang gelombang. Sensor
super yang mampu merekam energi yang dipantulkan dan/ atau dipancarkan target
pada semua panjang gelombang ini merekam informasi spasial dalam bentuk
spektral. Informasi yang direkam oleh sensor super ditransmisikan ke sistem penanganan
data saat itu (real-time data handling
system) dan diproses untuk
mengidentifikasi semua karakteristik baik fisik, kimiawi dan biologis. Namun
pada kenyataannya sistem penginderaan jarak jauh yang ada di lapangan berbeda
dengan teorinya.
Sistem
Penginderaan Jarak Jauh yang Terjadi di Lapangan
Pada kenyataannya, dalam sistem penginderaan jarak jauh
tidak ada sumber energi yang memancarkan energi yang sama baik secara spasial
maupun temporal. Gas-gas penyusun atmosfir dan molekul uap air serta partikel
debu yang ada di atmosfir berinteraksi dengan energi sehingga menyebabkan
terjadinya perubahan kekuatan dan distribusi spektrum. Materi yang sama dengan
kondisi yang berbeda bisa memiliki respon spektrum yang berbeda. Selain itu,
materi yang berbeda juga bisa memiliki respon spektrum yang sama. Tidak ada
sensor super yang mampu mengakomodasi semua panjang gelombang spektrum
elektromagnetik. Karena keterbatasan praktis, kadang kala transmisi dan
interpretasi data tidak dilakukan pada real
time (saat itu juga). Data tersebut juga tidak berbentuk data yang
diharapkan pengguna sehingga pengguna mungkin tidak menerima data yang
diinginkan pada saat itu juga. Dari sini kita dapat menyimpulkan adanya
penyimpangan antara penginderaan jarak jauh yang ideal dan penginderaan jarak
jauh yang terjadi di lapangan.
Multi-Konsep
Penginderaan Jarak Jauh
Penginderaan jarak jauh terdiri dari sejumlah kegiatan dan
beragam jenis pengumpulan data. Inilah yang disebut dengan multi-konsep
penginderaan jarak jauh. Multi-konsep penginderaan jarak jauh terdiri dari: multi-station images, multi-band images,
multi-date images, multi-stage images, multi-polarization images,
multi-enhancement images, serta multi-disciplinary
analysis.
Kelebihan
dan Kelemahan Penginderaan Jarak Jauh
a)
Kelebihan
Penginderaan Jarak Jauh
Kelebihan inderaja: 1)
gambar satelit memberikan informasi yang berguna dengan berbagai panjang
gelombang dan informasi tersebut dapat disimpan secara permanen untuk digunakan
di masa depan; 2) pencitraan meliputi area yang luas sehingga pengamatan daerah
dapat dilakukan untuk beragam tema dan identifikasi sejumlah karakteristik; 3)
cakupan berulang dapat memantau tema-tema yang bersifat dinamis; 4) membuat
pengumpulan data di area tidak terjangkau lebih mudah; 5) memberikan data dengan
beragam skala dan resolusi; 6) analisis data dapat dilakukan di lab sehingga
lebih terjangkau; 7) revisi peta dengan skala sedang sampai kecil menggunakan
data inderaja murah dan lebih cepat; 8) gabungan warna yang dihasilkan tiga
gambar pita memberikan analisis yang lebih baik dibanding dengan satu gambar
pita atau foto udara; 9) analisis tiga dimensi bisa dilakukan menggunakan data
satelit stereo; 10) data inderaja berbentuk digital, pengolahan dan analisisnya
dapat dilakukan lebih cepat dengan komputer.
b)
Kelemahan
Penginderaan Jarak Jauh
Kelemahan
inderaja: 1) memerlukan personil yang
terlatih dan berpengalaman untuk melakukan pengolahan dan analisis data; 2) biayanya
tidak sedikit jika digunakan untuk suatu area sempit, khususnya jika analisis
dilakukan satu kali; 3) software yang digunakan untuk pengolahan dan analisis
data mahal; dan 4) setiap interpretasi berdasarkan hanya pada data yang diambil
dari jarak jauh harus digunakan dengan hati-hati kecuali didukung verifikasi di
lapangan.
Pemanfaatan
Inderaja
Contoh pemanfaatan inderaja,
antara lain: 1) sebagai peta di mana informasi dari sumber lain bisa
ditampilkan; 2) melukiskan batas udara atau pola karakteristik untuk menentukan
batas relatif atau ukuran masing-masing area; 3) memberikan cara mempersiapkan
sejumlah kelompok karakteristik berbeda pada area tersebut; 4) menilai kondisi/
status di area tertentu; serta 5) kadang digunakan untuk pengukuran kuantitatif
beberapa sifat permukaan bentang darat.
Komponen
Penginderaan Jarak Jauh yang Memiliki Peranan Penting
Keseluruhan proses inderaja didasarkan pada radiasi
elektromagnetik. Energi EM memiliki beberapa bentuk, salah satu sumber energi
EM yang paling penting adalah Matahari. Ada banyak sensor yang digunakan dalam
pengukuran inderaja memantulkan cahaya matahari. Namun beberapa di antaranya
mendeteksi energi yang dipancarkan ke Bumi atau menghasilkan energinya sendiri.
Untuk memahami prinsip inderaja, maka kita harus memahami apa itu energi EM,
karakteristik serta interaksinya dengan materi.
Energi
Elektromagnetik
Energi EM bisa digambarkan sebagai gelombang atau
partikel-partikel penghasil energi yang disebut photon. Pada model gelombang, energi EM dianggap menyebar di
angkasa dalam bentuk gelombang sinusoidal. Gelombang ini ditandai dengan medan
listrik (E) dan medan magnetik (M) yang saling tegak lurus sehingga
digunakanlah istilah energi EM.
Panjang gelombang λ gelombang EM, yang penting khususnya
untuk memahami inderaja, diartikan sebagai jarak antara puncak gelombang yang
saling berurutan. Sementara frekuensi v
gelombang EM diartikan sebagai jumlah siklus sebuah gelombang yang melewati
sebuah titik tetap pada periode waktu tertentu dan biasanya dinyatakan dalam
hertz (Hz) dengan hubungan v= c / λ
Sebagian besar
karakteristik energi EM bisa digambarkan menggunakan model gelombang. Namun
untuk beberapa alasan, energi EM yang digambarkan dengan teori partikel
(photon) lebih tepat untuk digunakan, misalnya ketika menghitung jumlah energi
yang akan diukur dengan sensor multi spektrum. Jumlah energi sebuah panjang
gelombang diperoleh dengan rumus Q=hv di
mana Q adalah energi photon J dan h adalah konstanta Planck. Dengan
demikian, maka semakin besar panjang gelombang maka akan semakin kecil
energinya.
Spektrum
Elektromagnetik dan Karakteristiknya
Semua zat yang lebih
besar dari 0o K memancarkan energi EM akibat agitasi molekul. Zat
yang mampu menyerap (absorp) dan
memancarkan kembali (reemit) energi
EM disebut blackbody, di mana
emisivitas (ε) serapan (α) sama dengan 1.
Emisivitas adalah perbandingan antara kemampuan memancarkan sebuah materi
nyata dengan kemampuan memancarkan pada blackbody.
Namun kenyataannya, sulit untuk menemukan blackbody
di alam dan sebagian besar obyek di alam memiliki emisivitas kurang dari
nol. Biasanya 80-98% energi yang diterima akan dipancarkan ulang dan sisanya
akan diserap.
Area
EMR yang Dapat Dilihat
Bagian optik spektrum EM adalah bagian spektrum di mana
berlaku hukum-hukum optik. Hukum-hukum optik ini berkaitan dengan fenomena yang
dapat digunakan untuk memfokuskan radiasi. Perlu dicatat bahwa ini adalah
satu-satunya bagian spektrum yang dapat dihubungkan dengan konsep warna.
Bagian
Ultraviolet
Bagian UV pada spektrum memiliki panjang gelombang paling
pendek yang tidak ada kaitannya dengan penggunaan praktis inderaja. Radiasi ini
di luar bagian berwarna violet pada
panjang gelombang yang nampak. Beberapa materi permukaan bumi seperti batuan
primer dan mineral memancarkan cahaya tampak ketika disinari radiasi UV.
Area
Gelombang Mikro
Rentang gelombang mikro
berkisar antara panjang gelombang 1 mm-1 m. Area yang dapat dilihat disebut cahaya, yang terdiri dari area spektrum
EM yang cukup kecil. Gelombang mikro memberikan informasi mengenai kekasaran
permukaan dan karakteristik permukaan, misalnya kandungan air.
