PENGINDERAAN JAUH

2.1 Pengertian Penginderaan Jauh

Pengindraan jauh merupakan suatu pengambilan atau pengukuran data/informasi mengenai sifat dari sebuah fenomena, objek,atau benda dengan menggunakan sebuah perekam tanpa berhubungan langsung dengan objek yang akan dikaji. Beberapa ahli berpendapat bahwa Pengindraan jauh merupakan suatuteknik yang dikembangkan untuk memperoleh data di permukaan bumi, jadi pengindraan jarak jauh sekedar suatu teknik. Dalam perkembangannya ternyata inderaja seringkali berfungsi sebagai suatu ilmu seperti yang dikemukakan oleh Everett Dan Simonett (1976): Penginderaan jauh merupakan suatu ilmu, karena terdapat suatu sistimatika tertentu untuk dapat menganalisis informasi dari suatu objek atau permukaan bumi yang akan dikaji. Ilmu ini harus dikoordinasi dengan beberapa pakar ilmu lain seperti ilmu geologi, tanah,perkotaan dan lain sebagainya.

Pendapat lain mengenai Penginderaan Jauh adalah ilmu dan seni untuk memperoleh informasi tentang suatu obyek, daerah, atau fenomena melalui analisis data yang diperoleh dengan suatu alat tanpa kontak langsung dengan obyek, daerah, atau fenomena yang dikaji. (Lillesand & Kiefer, 1994). Penginderaan jauh dalam bahasa Inggris terjemahannya remote sensing, sedangkan di Perancis lebih dikenal dengan istilah teledetection, di Jerman disebut farnerkundung distantsionaya (Rusia), dan perception remota (Spanyol). Meskipun masih tergolong pengetahuan yang baru, pemakaian penginderaan jauh cukup pesat. Pemakaian penginderaan jauh itu antara lain untuk memperoleh informasi yang tepat dari seluruh Indonesia yang luas. Informasi itu dipakai untuk berbagai keperluan, seperti mendeteksi sumber daya alam, daerah banjir,kebakaran hutan, dan sebaran ikan di laut. (lihat gambar 2.1)

Gambar 2.1. Merupakan salah satu contoh hasil penginderaan jauh dari satelit NOAA.

1. Citra Foto

Dalam penginderaan jauh di dapat masukkan data atau hasil observasi yang disebut citra. Citra dapat diartikan sebagai gambaran yang tampak dari suatu obyek yang sedang diamati, sebagai hasil
liputan atau rekaman suatu alat pemantau. Sebagai contoh, memotret bunga di taman. Foto bunga yang berhasil kita buat itu merupakan citra bunga tersebut. Lihat gambar 2.2.

Gambar 2. 2 di potret/ difoto dari arah horizontal

Hasil foto secara horizontal tampak sangat berbeda (lihat gambar 2.2) dibandingkan dengan hasil pemotretan dari atas atau udara. Lihat gambar 2.3. dibawah ini.

(a)

(b)

Gambar 2.3. Perubahan dari foto udara (a) menjadi sebuah peta (b) dengan skala yang tetap.

Menurut Hornby (1974) Citra adalah gambaran yang terekam oleh kamera atau alat sensor lain. Sedangkan menurut Simonett, dkk (1983) Citra adalah gambar rekaman suatu obyek (biasanya berupa gambaran pada foto) yang didapat dengan cara optik, electrooptik, optik-mekanik, atau electromekanik. Di dalam bahasa Inggris terdapat dua istilah yang berarti citra dalam bahasa Indonesia, yaitu “image” dan “imagery”, akan tetapi imagery dirasa lebih tepat penggunaannya (Sutanto, 1986). Agar dapat dimanfaatkan maka citra tersebut harus diinterprestasikan atau diterjemahkan/ ditafsirkan terlebih dahulu.

2.Jenis Citra

Citra dapat dibedakan atas citra foto (photographyc image) atau foto udara dan citra non foto (non-photograpyc image).

1. Citra Foto

Citra foto adalah gambar yang dihasilkan dengan menggunakan sensor kamera. Citra foto dapat dibedakan atas beberapa dasar yaitu:

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 spectrum ultra violet dekat dengan panjang gelombang 0,29 mikrometer. Cirinya tidak banyak informasi yang dapat disadap, tetapi untuk beberapa obyek dari foto ini mudah pengenalannya karena kontrasnya yang besar. Foto ini sangat baik untuk mendeteksi; tumpahan minyak di laut, membedakan atap logam yang tidak dicat, jaringan jalan aspal, batuan kapur.

2) Foto ortokromatik yaitu foto yang dibuat dengan menggunakan spektrum tampak dari saluran biru hingga sebagian hijau (0,4 – 0,56 mikrometer). Cirinya banyak obyek yang tampak jelas. Foto ini bermanfaat untuk studi pantai karena filmnya peka terhadap obyek di bawah permukaan air hingga kedalaman kurang lebih 20 meter. Baik untuk survey vegetasi karena daun hijau tergambar dengan kontras.

3) Foto pankromatik yaitu foto yang menggunakan seluruh spectrum tampak mata mulai dari warna merah hingga ungu. Kepekaan film hampir sama dengan kepekaan mata manusia. Cirinya pada warna obyek sama dengan kesamaan mata manusia. Baik untuk mendeteksi pencemaran air, kerusakan banjir, penyebaran air tanah dan air permukaan.

4) Foto infra merah asli (true infrared photo), yaitu foto yang dibuat dengan menggunakan spektrum infra merah dekat hingga panjang gelombang 0,9 – 1,2 mikrometer yang dibuat secara khusus. Cirinya dapat mencapai bagian dalam daun, sehingga rona pada foto infra merah tidak ditentukan warna daun tetapi oleh sifat jaringannya. Baik untuk mendeteksi berbagai jenis tanaman termasuk tanaman yang sehat atau yang sakit.

5) Foto infra merah modifikasi, yaitu foto yang dibuat dengan infra merah dekat dan sebagian spektrum tampak pada saluran merah dan sebagian saluran hijau. Dalam foto ini obyek tidak segelap dengan film infra merah sebenarnya, sehingga dapat dibedakan dengan air.

3. Wahana

Kendaraan yang membawa alat pemantau dinamakan wahana. Berdasarkan ketinggian peredaran wahana, tempat pemantauan atau pemotretan dari angkasa ini dapat diklasifikasikan menjadi 3 kelompok, yaitu:

a. Pesawat terbang rendah sampai medium (Low to medium altitude aircraft), dengan ketinggian antara 1000 meter sampai 9000 meter dari permukaan bumi. Citra yang dihasilkan adalah citra foto (foto udara).

b. Pesawat terbang tinggi (high altitude aircraft) dengan ketinggian sekitar 18.000 meter dari permukaan bumi. Citra yang dihasilkan ialah foto udara dan Multispectral Scanner Data.

c. Satelit, dengan ketinggian antara 400 km sampai 900 km dari permukaan bumi. Citra yang dihasilkan adalah citra satelit.

2.2 Sistem Penginderaan Jauh

Untuk memudahkan Anda memahami tentang pengertian umum system penginderaan jauh maka sistem penginderaan jauh beserta komponen komponennya disajikan secara skematik pada gambar 2.4. yang ada dibawah ini.

Gambar 2.4. Sistem Penginderaan Jauh

Gambar 2.5. Skema umum sistim penginderaan jauh

Komponen dan interaksi antar komponen dalam sistem penginderaan jauh dapat diuraikan secara ringkas sebagai berikut:

1. Tenaga untuk Penginderaan Jauh

Pengumpulan data dalam penginderaan jauh dilakukan dari jarak jauh dengan menggunakan sensor buatan, untuk itu diperlukan tenaga penghubung yang membawa data tentang obyek ke sensor. Data tersebut dikumpulkan dan direkam dengan 3 cara dengan variasi sebagai berikut:

a. Distribusi daya (force)

Contoh: Gravitometer mengumpulkan data yang berkaitan dengan gaya tarik bumi.

b. Distribusi gelombang bunyi

Contoh: Sonar digunakan untuk mengumpulkan data gelombang suaradalam air.

c. Distribusi gelombang electromagnetik

Contoh: Camera untuk mengumpuilkan data yang berkaitan dengan pantulan sinar.

2.3 Pemotretan udara

Pemotretan udara pada umumnya menggunakan kamera dan film, dan menghasilkan potret (data analog). Secara garis besar, pemotretan udara dan hasil ikutannya dalam bentuk peta merupakan bidang kegiatan ilmu geodesi yang dikenal dengan bidang fotogrametri. Bidang ini meliputi : (1). Perencanaan pemotretan yang meliputi pemilihan kamera udara, disain pemotretan, pemilihan film dan cara pemotretan. (2). Pemrosesan laboratorium, meliputi pencetakan, penyusunan, pengarsipan potret. (3). Pengolahan dan pemanfaatan seperti penggabungan potret (mosaik), pembuatan peta topografi.

Potret udara tidak seperti potret terestris biasa tetapi harus memenuhi persyaratan khusus dan baku, antara lain :

(1). Dibuat dalam bentuk potret tegak (vertikal). Dalam hal tertentu pemotretan kadang dibuat dalam posisi miring (oblique) yang menghasilkan gambar seperti dapat dilihat pada gambar 2.6. Namun demikian pada umumnya potret udara dibuat dalam bentuk potret tegak (vertikal)

Gambar 2.6. Jenis potret udara tegak dan miring (oblique)

(2). Dibuat dengan sistim tumpang tindih (overlap) antara satu potret dengan potret berikutnya. Cara demikian dilakukan untuk mendapatkan kenampakan 3 dimensi dan untuk keperluan pembuatan peta topografi. Tumpang tindih ke arah samping juga dibuat dalam jarak lebih pendek, sehingga seluruh daerah yang dipotret tidak ada yang terlewat. Gambar 5 memperlihatkan bentuk pemotretan yang biasa dilakukan.

Gambar 2.7. Pelaksanaan pemotretan udara

Kamera udara dapat berupa kamera tunggal atau majemuk, pada umumnya diletakkan di perut pesawat, di masa lalu diletakkan di luar badan pesawat seperti pada gambar 6. Untuk mendapatkan potret yang sesuai dengan keperluan dasar pemotretaan dipertahankan pada posisi mendatar serta diatur selang pengambilannya secara tetap.

Gambar 2.8. Kamera udara dalam pesawat terbang

Pemotretan udara menggunakan jenis kamera tunggal, kadang – kadang kamera ganda atau kamera majemuk dan film yang dipakai dalam pemotretan pada umumnya dari jenis pankromatik hitam putih dan warna, inframerah hitam putih dan warna, namun umumnya adalah film pankromatik hitam putih. Beberapa bentuk potret yang dihasilkan diperlihatkan pada gambar 7 di bawah ini.

Gambar 2.9. Produk potret udara yang dihasilkan

2.4 Unsur Interpretasi Citra

Menurut Este dan Simonett, 1975: Interpretasi citra merupakan perbuatan mengkaji foto udara atau citra dengan maksud untuk mengidentifikasi obyek dan menilai arti pentingnya obyek tersebut. Jadi di dalam interpretasi citra, penafsir mengkaji citra dan berupaya mengenali obyek melalui tahapan kegiatan, yaitu:

• deteksi

• identifikasi

• analisis

Setelah mengalami tahapan tersebut, citra dapat diterjemahkan dan digunakan ke dalam berbagai kepentingan seperti dalam: geografi, geologi, lingkungan hidup dan sebagainya.

• Deteksi

Deteksi adalah usaha penyadapan data secara global baik yang tampak maupun yang tidak tampak. Di dalam deteksi ditentukan ada tidaknya suatu obyek. Misalnya obyek berupa savana.

• Identifikasi

Identifikasi adalah kegiatan untuk mengenali obyek yang tergambar pada citra yang dapat dikenali berdasarkan ciri yang terekam oleh sensor dengan alat stereoskop. Ada 3 ciri utama yang dapat dikenali yaitu:

1. Ciri spektral

Yaitu ciri yang dihasilkan oleh interaksi antara tenaga elektromagnetik dengan obyek. Ciri spektral dinyatakan dengan rona dan warna. Rona atau tone adalah tingkat kegelapan atau kecerahan obyek pada citra. Adapun faktor yang mempengaruhi rona adalah:

a. Karakteristik obyek (permukaan kasar atau halus).

b. Bahan yang digunakan (jenis film yang digunakan).

c. Pemrosesan emulsi (diproses dengan hasil redup, setengah redupdan gelap).

d. Keadaan cuaca (cerah/mendung).

e. Letak obyek (pada lintang rendah atau tinggi).

f. Waktu pemotretan (penyinaran pada bulan Juni atau Desember).

Ada beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam mengamati kenampakan objek dalam foto udara, yaitu:

a. Rona dan Warna

Rona atau tone adalah tingkat kecerahan atau kegelapan suatu objek yang terdapat pada foto udara atau pada citra lainnya. Pada foto hitam putih rona yang ada biasanya adalah hitam, putih atau kelabu (lihat gambar 4.2). Tingkat kecerahannya tergantung pada keadaan cuaca saat pengambilan objek, arah datangnya sinar matahari, waktu pengambilan gambar (pagi, siang atau sore) dan sebagainya. Pada foto udara berwarna, rona sangat dipengaruhi oleh spektrum gelombang elektromagnetik yang digunakan, misalnya menggunakan spektrum ultra violet, spektrum tampak, spektrum infra merah dan sebagainya. Perbedaan penggunaan spektrum gelombang tersebut mengakibatkan rona yang berbeda-beda. Selain itu karakter pemantulan objek terhadap spektrum gelombang yang digunakan juga mempengaruhi warna dan rona pada foto udara berwarna.

Gambar 2.10. Rona fotografi diukur dalam bayangan dari: kelabu putih pada A, kelabu

muda pada B, kelabu suram pada C, dan kelabu hitam pada D. Dapat juga dengan pola

yang jelas: E = seragam; F = berbintik; G = bergaris; H = berkerak; I = batas

ketajaman; J = tak jelas. (David, 1993).

2. Ciri spasial

Ciri spasial adalah ciri yang terkait dengan ruang yang meliputi:

b. Bentuk

Bentuk-bentuk atau gambar yang terdapat pada foto udara merupakan konfigurasi atau kerangka suatu objek. Bentuk merupakan ciri yang jelas, sehingga banyak objek yang dapat dikenali hanya berdasarkan bentuknya saja. (Lihat gambar 4.3).

Contoh: 1) Gedung sekolah pada umumnya berbentuk huruf I, L, U atau

empat persegi panjang.

2) Gunung api, biasanya berbentuk kerucut.

Gambar 2.11. Foto udara pankromatik hitam putih pabrik gula Madukismo

di Yogyakarta, tahun 1959. 1 : 7.500 (atas perkenan Bakosurtanal).

c. Ukuran

Ukuran merupakan ciri objek yang antara lain berupa jarak, luas, tinggi lereng dan volume. Ukuran objek pada citra berupa skala, karena itu dalam memanfaatkan ukuran sebagai interpretasi citra, harus selalu diingat skalanya.

Contoh: Lapangan olah raga sepakbola dicirikan oleh bentuk (segi empat)

dan ukuran yang tetap, yakni sekitar (80 m - 100 m).

d. Tekstur

Tekstur adalah frekwensi perubahan rona pada citra. Ada juga yang mengatakan bahwa tekstur adalah pengulangan pada rona kelompok objek yang terlalu kecil untuk dibedakan secara individual. Tekstur dinyatakan dengan: kasar, halus, dan sedang (lihat gambar 2.12).

Misalnya: Hutan bertekstur kasar, belukar bertekstur sedang dan semak

bertekstur halus.

Gambar 2.12. Foto udara pankromatik hitam putih daerah dekat

Kota Yogyakarta, tahun 1959. 1 : 7.500 (atas perkenan Bakosurtanal).

Pabrik dapat dikenali dengan bentuknya yang serba lurus dan ukurannya yang besar (a), jauh lebih besar dari ukuran rumah mukim pada umumnya. Pabrik itu berasosiasi dengan lori yang tampak pada foto dengan bentuk empat persegi panjang dan ronanya kelabu, mengelompok dalam jumlah besar (b). Lori pada umumnya digunakan untuk mengangkut tebu dari sawah ke pabrik gula. Oleh karena itulah maka pabrik itu diinterpretasikan sebagai pabrik gula. Pada saat pemotretannya, pabrik itu sedang aktif menggiling tebu. Hal ini dapat diketahui dari asapnya yang mengepul tebal dan tertiup angin ke arah barat daya. Pola perumahan yang teratur dan letaknya yang berdekatan dengan pabrik gula mengisyaratkan bahwa perumahan itu merupakan perumahan karyawan pabrik gula (c). Atap pabrik gula maupun atap perumahan karyawannya yang berona cerah mengisyaratkan bahwa bangunannya merupakan bangunan baru. Hal ini diperkuat oleh kenyataan bahwa pohon-pohonan di sekitar rumah tersebut baru mulai tumbuh. Tanaman pada (a) bertekstur halus, tanaman tebu (b) yang tampak pada tepi kanan dan tepi atas foto bertekstur sedang, tanaman pekarangan (c) dan kebun kelapa bertekstur kasar. Di samping bertekstur sedang, tanaman tebu juga ditandai dengan tekstur yang seragam untuk daerah cukup luas. Hal ini disebabkan karena penggarapannya dan penanaman dapat dilakukan secara serentak. Bagi tekstur tanaman lain pada sawah yang diusahakan oleh petani, teksturnya berbeda dari petak yang satu ke petak lainnya. Pada (d) terdapat pohon kelapa yang dapat dikenali berdasarkan tajuknya yang berbentuk bintang. Berbeda dengan bagian lain yang tanaman pekarangannya berupa campuran berbagai jenis pohon, pada bagian (d) ini yang dominan adalah pohon kelapa. Bayangan juga merupakan salah satu unsur interpretasi citra yang penting. Di dalam contoh ini, bayangan dapat digunakan untuk mengetahui beda tinggi relatif antara tanaman tebu dan tanaman pekarangan. Tinggi pohon kelapa tampak sekitar 5 – 6 kali tinggi tanaman tebu.

e. Pola

Pola atau susunan keruangan merupakan ciri yang menandai bagi banyak objek bentukan manusia dan bagi beberapa objek alamiah.

Contoh: Pola aliran sungai menandai struktur geologis. Pola aliran trelis menandai struktur lipatan. Permukiman transmigrasi dikenali dengan pola yang teratur, yaitu ukuran rumah dan jaraknya seragam, dan selalu menghadap ke jalan. Kebun karet, kebun kelapa, kebun kopi mudah dibedakan dari hutan atau vegetasi lainnya dengan polanya yang teratur, yaitu dari pola serta jarak tanamnya.

f. Bayangan

Bayangan bersifat menyembunyikan detail atau objek yang berada di daerah gelap. Meskipun demikian, bayangan juga dapat merupakan kunci pengenalan yang penting bagi beberapa objek yang justru dengan adanya bayangan menjadi lebih jelas.

Contoh: Lereng terjal tampak lebih jelas dengan adanya bayangan, begitu juga cerobong asap dan menara, tampak lebih jelas dengan adanya bayangan. Foto-foto yang sangat condong biasanya memperlihatkan bayangan objek yang tergambar dengan jelas, sedangkan pada foto tegak hal ini tidak terlalu mencolok, terutama jika pengambilan gambarnya dilakukan pada tengah hari.

g. Situs

Situs adalah letak suatu objek terhadap objek lain di sekitarnya. Misalnya permukiman pada umumnya memanjang pada pinggir beting pantai, tanggul alam atau sepanjang tepi jalan. Juga persawahan, banyak terdapat di daerah dataran rendah, dan sebagainya.

h. Asosiasi

Asosiasi adalah keterkaitan antara objek yang satu dengan objek yang lainnya.

Contoh: Stasiun kereta api berasosiasi dengan jalan kereta api yang jumlahnya lebih dari satu (bercabang).

i. Konvergensi Bukti

Konvergensi bukti ialah penggunaan beberapa unsur interpretasi citra sehingga lingkupnya menjadi semakin menyempit ke arah satu kesimpulan tertentu.

Contoh: Tumbuhan dengan tajuk seperti bintang pada citra, menunjukkan pohon palem. Bila ditambah unsur interpretasi lain, seperti situsnya di tanah becek dan berair payau, maka tumbuhan palma tersebut adalah sagu.

3. Ciri Temporal

Ciri temporal adalah ciri yang terkait dengan benda pada saat perekaman, misalnya; rekaman sungai musim hujan tampak cerah, sedang pada musim kemarau tampak gelap.

Penilaian atas fungsi obyek dan kaitan antar obyek dengan cara menginterpretasi dan menganalisis citra yang hasilnya berupa klasifikasi yang menuju ke arah teorisasi dan akhirnya dapat ditarik kesimpulan dari penilaian tersebut. Pada tahapan ini interpretasi dilakukan oleh seorang yang sangat ahli pada bidangnya, karena hasilnya sangat tergantung pada kemampuan menafsir citra.

2.5 Manfaat Penginderaan Jauh

Anda tahu pada saat ini, pemanfaatan penginderaan jauh sebagai salah satu sumber informasi telah menunjukkan peningkatan yang cukup pesat. Beberapa alasan mengapa pemanfaatan penginderaan jauh mengalami peningkatan antara lain:

1. Melalui penggunaan citra akan diperoleh gambaran objek permukaan bumi dengan wujud dan posisi yang mirip dengan kenyataannya, relatif lengkap, dan dapat meliput wilayah yang luas.

2. Dengan adanya teknologi, objek yang terekam dalam foto udara memiliki kesan 3 dimensi.

Gambar 2.13. Pengamatan 3D dengan alat stereoskop

3. Melalui citra, dapat diketahui gejala atau kenampakan di permukaan bumi seperti kandungan sumber daya mineral suatu daerah, jenis batuan, dan lain-lain dengan cepat, yaitu melalui citra yang menggunakan sinar infra merah.

4. Citra dapat dengan cepat menggambarkan objek yang sangat sulit dijangkau oleh pengamatan langsung (lapangan). Contohnya satu lembar foto udara meliputi luas 132 km2 direkam dalam waktu kurang 1 detik.

5. Dapat menggambarkan atau memetakan daerah bencana alam dalam waktu yang cepat seperti daerah yang terkena gempa, wilayah banjir, dan sebagainya.

6. Melalui penginderaan jauh dapat diperoleh data atau informasi yang cepat, tepat dan akurat.

Berbagai Pemanfaatan Penginderaan Jauh dalam berbagai bidang kehidupan, khususnya di bidang kelautan, hidrologi, klimatologi, lingkungan dan kedirgantaraan.

1. Manfaat di bidang kelautan (Seasat, MOSS)

• Pengamatan sifat fisis air laut.

• Pengamatan pasang surut air laut dan gelombang laut.

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

2. Manfaat di bidang hydrologi (Landsat, SPOT)

• Pengamatan DAS.

• Pengamatan luas daerah dan intensitas banjir.

• Pemetaan pola aliran sungai.

• Studi sedimentasi sungai.

• Dan lain-lain.

3. Manfaat di bidang klimatologi (NOAA, Meteor dan GMS)

• Pengamatan iklim suatu daerah.

• Analisis cuaca.

• Pemetaan iklim dan perubahannya.

• Dan lain-lain.

4. Manfaat dalam bidang sumber daya bumi dan lingkungan (landsat, Soyuz,

SPOT)

• Pemetaan penggunaan lahan.

• Mengumpulkan data kerusakan lingkungan karena berbagai sebab.

• Mendeteksi lahan kritis.

• Pemantauan distribusi sumber daya alam.

• Pemetaan untuk keperluan HANKAMNAS.

• Perencanaan pembangunan wilayah.

• Dan lain-lain.

5. Manfaat di bidang angkasa luar (Ranger, Viking, Luna, Venera)

• Penelitian tentang planet-planet (Jupiter, Mars, dan lain-lain).

• Pengamatan benda-benda angkasa.

• Dan lain-lain.