PENGINDERAAN JAUH NON-FOTOGRAFI

Citra non-foto dibedakan berdasarkan :

1. Spektrum elektromagnetik yang digunakan
2. Sensor yang digunakan
3. Wahana yang digunakan

1. Spektrum Elektromagnetik

Berdasarkan spektrum elektromagnetik yang digunakan dalam penginderaan citra non-foto dibedakan atas :

1. Citra inframerah termal, yaitu citra dibuat dengan spektrum inframerah termal. Jendela atmosfer yang digunakan ialah saluran dengan panjang gelombang (35-5,5)µm, (8-14)µm dan sekitar 18µm. Penginderaan pada spektrum ini mendasarkan atas beda suhu obyek dan daya pacarnya yang pada citra tercermin dengan beda rona atau beda warnanya.
2. Citra radar dan citra gelombang mikro, yaitu citra yang dibuat dengan spektrum gelombang mikro. Citra radar merupakan hasil penginderaan dengan system aktif yaitu dengan sumber tenaga buatan, sedangkan citra gelombang mikro dihasilkan dengan sistem pasif yaitu dengan menggunakan sumber tenaga alamiah. Citra radar dibedakan lebih jauh atas dasar saluran yang digunakan.

2. Sensor

Berdasarkan spektrum elektromagnetik yang digunakan dalam pengindeaan citra non-foto dibedakan atas :

1. Citra tunggal, yaitu citra yang dibuat dengan sensor tunggal
2. Citra multispektral, yaitu citra yang dibuat dengan saluran jamak. Berbeda dengan citra tunggal yang umumnya dibuat dengan saluran lebar, citra multispektral pada umunya dibuat dengan saluran sempit.

Citra multispektral pada landsat sering dibedakan atas :

a). Citra ‘Return Beam Vidicon’ atau citra RBV, yaitu citra yang dibuat dengan kamera ‘Return Beam Vidicon’ pada landsat-1 dan landsat-2. meskipun berupa kamera, hasilnya bukan berupa foto karena detektornya bukan film dan prosesnya bukan fotografik, melaainkan elektronik. Ia beroperasi dengan spektrum tampak. Citra RBV pada landsat-3 bukan lagi berupa citra multispektral, melainkan citra ganda.

b). Citra ‘Multispektral Scanner’ atau Citra MSS, yaitu citra yang dibuat dengan MSS sebagai sensornya. Ia dapat beroperasi dengan spektrum tampak maupun spektrum lanilla, misalnya spektrum inframerah termal. Disamping citra MSS landsat juga ada citra MSS yang dibuat dari pesawat udara.

3. Wahana

Berdasarkan wahananya citra non-foto dibedakan atas :

1. Citra dirgantara (airborne image), yaitu citra yang dibuat dengan wahana yang beroperasi diudara atau dirgantara. Sebagai contoh misalnya citra inframerah termal, citra radar dan citra MSS yang dibuat dari udara. Istilah citra dirgantara jarang sekali digunakan.
2. Citra satelit (satellite/ spaceborne image), yaitu citra yang dibuat dari antariksa atau angkasa luar. Citra satelit dibedakan lebih jauh atas penggunaan utamanya, yaitu :

a). Citra satelit untuk penginderaan planet, misalnya citra satelit Ranger (AS), citra satelit Viking (AS), citra satelit luna dan lain-lain.

b). Citra satelit untuk penginderaan cuaca, misalnya citra NOAA (AS) dan citra Meteor (Rusia).

c). Citra satelit untuk penginderaan sumberdaya bumi, misalnya citra landsat (AS), citra SPOT yang diterbitkan oleh perancis pada tahun 1986.

d). Citra satelit untuk penginderaan laut, misalnya citra Seasat (AS) dan citra MOS (Jepang) yang akan diorbitkan pada tahun 1986.

A. PENGINDERAAN JAUH SISTEM TERMAL

Di dalam penginderaan jauh, rona dan warna merupakan unsur interpretasi primer. Pada citra jenis apapun, gambaran obyek mula-mula tampak dengan ronanya pada citra hitam-putih, dan dengan warnanya pada citra berwarna. Baru kemudian tampak karakteristik spasialnya seperti bentuk, ukuran, tekstur, pola, bayangan, situs dan asosiasinya.

Rona didalam penginderaan jauh fotografik terutama ditentukan oleh nilai pantulan obyek. Tetapi pada penginderaan jauh sistem termal maka isyarat rona tidak sederhana itu. Meskipun rona pada citra inframerah termal erat hubungannya dengan suhu permukaan obyek, akan tetapi masih ada faktor lain yang mempengaruhinya yaitu nilai pancarannya.

1. ASAS PENGINDERAAN JAUH SISTEM TERMAL

1.1. Pancaran Tenaga Termal

- Asas Pancaran

Semua benda memancarkan panas yang disebabkan oleh gerak acak partikelnya. Panas di dalam benda di sebut dengan tenaga kinetik (Tkin), sedang panas yang dipancarkan disebut tenaga pancaran atau tenaga radiasi (Trad). Tenaga pancaran suatu benda lebih kecil dibandingkan dengan tenaga kinetik.

Untuk mengukur jumlah panas dinyatakan dengan kalori. Satu kalori yaitu jumlah panas yang diperlukan untuk menaikkan suhu sebesar 1^oC bagi satu gram air. Pada suhu 0^oK (-273^oC) semua partikel benda berhenti dalam gerak acaknya. Permukaan bumi mempunyai suhu rata-rata 27^oC (300^oK), sehingga semua benda dipermukaan bumi memancarkan panas. Tenaga elektromagnetik yang dipancarkan oleh suatu benda disebut tenaga pancaran yang besarnya diukur dengan Watt.cm^-2.

Pada penginderaan jauh sistem termal, untuk mengukur atau merekam suhu pancaran berbagai benda digunakan sensor dengan dua jendela atmosfer, yaitu pada panjang gelombang 3,5 µm – 5,5 µm dan 8 µm - 14 µm. Pada panjang gelombang tersebut hambatan atmosfer relatif kecil sehingga tenaga termal dapat melaluinya.

- Perpindahan Panas

            Panas dapat berpindah tempat melalui tiga cara yaitu :

1. Konduksi, perpindahan panas melalui interkasi antara molekul benda, contoh jika kita merebus makanan.
2. Konveksi, perpindahan panas yang terjadi oleh benda panas yang berpindah tempat, contoh ; perpindahan panas pada air yang direbus, dan
3. Radiasi, perpindahan panas dalam bentuk gelombang elektromagnetik, contoh ; panas matahari.

1.2. Variasi pancaran tenaga termal

            Jumlah panas yang dipancarkan oleh tiap benda dipengaruhi oleh tiga faktor yaitu ;

1. Panjang gelombang

Hukum pergeseran Wien menyatakan bahwa pancaran benda berbanding terbalik dengan panjang gelombang. Puncak pancaran benda yang lebih panas terjadi pada gelombang yang lebih pendek. Penginderaan jauh yang menggunakan pencaran matahari (suhu 6000^oK) dapat memperoleh pancaran terbaiknya pada panjang gelombang 0,55µm, sedangkan jika menggunakan tenaga pancaran bumi (300^oK) atau tenaga termal akan memperoleh pancaran terbaik pada panjang gelombang 10µm.

2. Suhu permukaan

Hukum Stefan-Boltsmann ;

W = eơT⁴

W = jumlah tenaga termal yang dipancarkan oleh benda

e  = nilai pancaran benda

ơ  = konstante Stefan – Boltsmann

T  = suhu absolut benda

Yang perlu untuk dipahami dalam melaksanakan penginderaan jauh yaitu variasi suhu harianya. Perubahan suhu benda dipengaruhi oleh sifat termal benda, yaitu ;

-     Konduktivitas termal

Tingkat penerusan panas melalui suatu benda yang diukur dengan kal.Cm^-1.det^-1.^oC. contoh batuan bukan konduktor yang baik tetapi lebih baik dari logam, daerah kota merupakan konduktor yang baik dari daerah desa.

-     Kapasitas termal

Kemampuan benda untuk menyimpan panas. Hal ini perlu dibedakan dengan suhu, untuk penjelasannya dengan membandingkan benda berupa tiga bola berukuran sama degan suhu yang sama yaitu Riolit, Limestone dan Sandstone. Setelah ketiga benda tersebut dipanaskan, kemudian diletakkan diatas parafin yng tebal maka sandstone akan mencairkan parafin lebih lama. Sandstone mempunyai kapasitas termal lebih tinggi.

-     Kebauran termal

Kemampuan suatu benda untuk memindahkan panas matahari dari permukaan benda itu kebagian dalamnya.

-     Ketahanan termal

Ukuran tanggapan suatu benda terhadap perubahan suhu, diukur didalam Kal^-2.det^-1/2.^oC^-1. variasi suhu harian permukaan benda pada dasarnya mengikuti variasi pemanasan oleh sinar matahari. Benda dengan ketahanan termal lebih besar ia lebih tahan terhadap perubahan suhu, pada siang hari lebih dingin sedangkan pada malam hari lebih panas.

3. Nilai pancaran

Berdasarkan hukum Stefan – Boltzmann bahwa jumlah tenaga pancaran suatu benda dipengaruhi oleh nilai pancaran benda itu dan oleh suhu permukaannya.

1.3. Penginderaan jauh dengan tenaga termal

Yang perlu dipahami dalam penginderaan jauh dengan tenaga termal ini yaitu ;

·        Sifat termal obyek

·        Sifat pancaran obyek

·        Variasi suhu hariannya

  

2. SENSOR

Didalam penginderaan jauh sistem termal maka suhu pancaran yang berasal dari obyek dipermukaan bumi dan mencapai sensor termal direkam oleh sensor tersebut. Hasil rekamannya dapat berupa citra maupun non-citra.

Sehubungan dengan dua jenis citra keluaran tersebut, sensor termal dibedakan atas dua jenis yaitu ;

1.Sistem non-citra

• Radiometer termal, ada dua jenis detektor ;
• Detektor termal, untuk mengubah suhu dalam hubungannya dengan serapan tenaga yang menggenainya.
• Detektor kuantum, secara luas digunakan dalam penginderaan jauh sistem termal.
• Spektrometer termal, untuk mengindera obyek pada saluran sempit.

2.Sensor pembentukan citra,

            Sensor pembentukan citra inframerah termal meliputi ;

1. Penyiam termal, dipergunakan dengan menggunakan pesawat udara.
2. Termal imager, cocok bagi penginderaan dari satelit.
3. Penyiam stationer, dioperasikan di dirgantara atau diantariksa.

3. ASPEK GEOMETRI CITRA INFRAMERAH TERMAL

            Bila dikehendaki pemetaan teliti dengan citra inframerah termal, maka data tersebut harus diregistrasi. Distorsi geometri citra inframerah termal disebabkan oleh dua variasi, yaitu ;

1. Variasi sistematik

Variasi yang pasti terjadi dan dapat diperkirakan atau diperhitungkan sebelumnya, meliputi :

a. Variasi skala tangensial

- terjadi pada arah garis penyiam, skala pada arah jalur terbang  relatif konstan.

- disebabkan oleh kecepatan gerak penyiam tetap, kecepatan penyiam tidak tetap.

-menyebabkan perubahan bentuk pada citra.

b. Variasi ukuran sel resolusi

sel resolusi semakin besar bila tempatnya semakin jauh dari titik nadir.

c. Pergeseran relatif satu arah

bersifat radial terhadap titik prinsipal

2. Variasi acak

Variasi yang tidak dapat diperhitungkan sebelumnya dan belum pasti terjadi, meliputi :

1. Distorsi oleh kedudukan pesawat terbang (pitch, roll, yaw)
2. Gangguan elektronik
3. Gangguan atmosfer
4. Efek perkaman

4. KEUNGGULAN & KETERBATASAN CITRA INFRAMERAH TERMAL

Keunggulan citra inframerah termal :

1). Perekaman tenaga termal dapat dilakukan pada siang hari dan malam hari.

2). Dapat merekam wujud tak tampak oleh mata sehingga menjadi gambaran yang cuku jelas.

3). Keluarnya dapat berupa data non-citra, citra dan data digital.

Kelemahan citra inframerah termal :

1). Aspek geometri yang penyimpangannya lebi besar dari penyimpangan pada foto udara.

2). Sifat termal yang lebih rumit dari sifat pantulan obyek.

5. INTERPRETASI CITRA INFRAMERAH TERMAL

Empat hal yang perlu diperhatikan dalam interpretasi citra inframerah termal :

1. Suhu pancaran obyek berbnding lurus terhadap pangkat 4 suhu kinetik.

2. Suhu pancara obyek berbanding lurus terhadap nilai pancaran.

3. Rona obyek tergantung pada jam perekaman dan variasi suhu harian.

4. Ada kompresi skala tangensial cukup besar pada dua bagian tepi citra yang belum direktifikasi.

6. PENGGUNAAN CITRA INFRAMERAH TERMAL

            Penggunaan citra inframerah termal lebih jauh telah dimanfaatkan di bidang-bidang :

• Geologi,

sasaran penginderaan ; jenis batuan, pegunungan dan dataran, gunung api aktif, pemetaan suhu permukaan dll.

• Pertanian,

sasaran penginderaan ; sawah, jenis tanaman, penyakit tanaman, kelembaban tanah dll.

• Hidrologi,

sasaran penginderaan ; mata air dingin dan panas, pola aliran air, batas air dan es, batas air tawar dan air asin dll.

• Kekotaan,

 sasaran penginderaan ; kebocoran pipa gas bawah tanah, titik panas bangunan industri, model penggunaan listrik, konservasi energi dll.

• Vegetasi,

sasaran penginderaan ; evapotraspirasi, kebakaran hutan dan gangguan serangga.

• Meteorologi,