Sabtu, 26 Juni 2010

materi pengindraan jauh

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 spectrum elektromagnetik yang digunakan dalam penginderaan, citra nonfoto dibedakan atas :

    1. Citra inframerah termal, yaitu citra dibuat dengan spectrum inframerah termal. Jendela atmosfer yang digunakan ialah saluran dengan panjang gelombang (35-5,5) m, (8-14) m dan sekitar 18m. Penginderaan pada spectrum ini mendasarkan atas beda suhu obyek dan daya pancarnya yang pada citra tercermin dengaN beda rona atau beda warnanya.

    2. Citra radar dan citra gelombang mikro, yaitu citra yang dibuat dengan spectrum gelombang mikro. Citra radar merupakan hasil penginderaan dengan system aktif yaitu dengaN sumber tenaga buatan, sedangkan citra gelombang mikro dihasilkan dengan system pasif yaitu dengan menggunakan sumber tenaga alamiah. Citra radar dibedakan lebih jauh atas dasar saluran yang digunakan.

  1. Sensor

Berdasarkan spectrum elektromagnetik yang digunakan dalam penginderaan, 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 umumnya 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, melainkan elektronik. Ia beropersi dengan spectrum 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 spectrum tampak maupun spectrum lainnya, misalnya spectrum inframerah termal. Di samping citra MSS Landsat juga ada citra MSS yang dibuat dari pesawat udara.

  1. Wahana

Berdasarkan wahananya, citra non-foto dibedakan atas :

    1. Citra dirgantara (airborne image), yaitu citra yang dibuat dengan wahana yang beroperasi di udara 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 :

      1. Citra satelit untuk penginderaan planet, masilnya citra satelit Ranger (AS), citra satelit Viking (AS), cira satelit Luna dan lain-lain

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

      3. Citra satelit untu penginderaan sumberdaya bumi, misalnya citra Landsat (AS), citra SPOT yang diterbitkan oleh Perancis pada tahun 1986.

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

C. PJ SISTEM SATELIT

Alat penginderan jauh dapat memperoleh data baik dengan cara fotografis maupun elektronis. Sensor fotografis memanfaatkan reaksi kimia pada lapisan emulsi pada film untuk mendeteksi, menyimpan dan memperagakan variasi-variasi energi di dalam suatu pemandangan. Sensor-sensor elektronik menimbulkan pulsa-pulsa listrik yang sesuai dengan variasi energi dalam suatu pemandangan. Pulsa-pulsa listrik ini biasanya disimpan pada pita computer magnetic darimana pulsa-pulsa lisrik tersebut dapat diubah menjadi suatu gambar dengan menggunakan suatu layer seperti televisi.

Sensor-sensor non fotografis bekerja pada bagian-bagian spectrum elektromagnetik dari ultraviolet sampai daerah-daerah gelombang pendek (microwave) termasuk daerah fotografis. Sensor-sensor inframerah thermal, gelombang pendek pasif dan sensor radar dapat bekerja baik dalam keadaan gelap dan siang dan radar tidak terhalangi oleh awan, kabut, dan asap.

Matahari merupakan sumber asal dari kebanyakan radiasi elektromagnetik yang digunakan di dalam penginderaan jauh. Meskipun demikian, semua bahan pada suhu-suhu di atas nol derajat mutlak (0o K atau -273o C) memancarkan radiasi elektromagnetik. Oleh karena itu, semua obyek pada bumi merupakan sumber radiasi.

Gelombang elektomagnetik dapat dicirikan baik dengan panjang gelombang (λ) atau dengan frekuensi (f). Dua bilangan ini berhubungan terbalik seperti dapat diamati di persamaan gelombang yang dasar :

C = f. λ atau λ = C

F

C = kecepatan rata-rata cahaya ( 3x108 m/detik)

f = frekuensi gelombang (jumlah/detik)

λ = panjang gelombang (m)

E = h’. C

λ

Hubungan ini menunjukkan bahwa energi suatu kuantum berbanding terbalik terhadap panjang gelombangnya, sehingga semakin panjang panjang gelombang, makin rendah energinya.

Sistem scanning optis-mekanis mampu untuk menghasilkan citra dengan suatu kisaran spectrum energi elektromagnetik yang lebar yang meliputi panjang gelombang ultraviolet, tampak mata, inframerah fotografis dan inframerah thermal.



  1. SATELIT SUMBER DAYA BUMI

Aktifitas yang sedang tumbuh bagi penginderaan jauh bumi secara multispektral dari ruang angkasa luar dengan memanfaatkan satelit dan pesawat ulang-alik dewasa ini, menyatakan pentingnya untuk memantau secara konstan lingkungan terestrial kita.

Lingkungan kita yang terdiri dari manusia dan bentuk kehidupan lainnya merupakan biosfer atau lapisan mengandung kehidupan. Biosfer berinteraksi dengan atmosfer (lapis gas), hidrosfer (lapis air), dan litosfer (kerak bumi yang padat). Penginderaan jauh terutama berperanan penting sebagai alat dalam survei, inventarisasi dan pemetaan pada kenampakan lingkungan.


LANDSAT

Landsat dibuat secara khusus untuk mengumpulkan data sumber daya bumi. Program tersebut dimulai pada tahun 1967, yang pada mulanya diberi nama ERTS (Earth Resources Technologi Satellites). Pada tahun 1975 nama program tersebut diubah dari ERTS menjadi Landsat untuk membedakannya dari Seasat, yaitu program satelit oseanografik.

Satelit Landsat berukuran kurang lebih 1,5 x 3 m, berat 959 kg. Komponennya terdiri dari ‘solar array’, tangki orbit, antena pengumpul data, kamera RBV, antena saluran sempit, MSS, sensor pengukur ketinggian, antena saluran lebar, elektronik perekam saluran lebar dan subsistem pengatur tegakan.

Sifat Landsat generasi pertama (1-3) :

  • Arah orbitrnya dari utara ke selatan, berada dalam orbit yang hampir poler yaitu sumbu orbitnya tidak berimpit dengan sumbu bumi, melainkan membentuk sudut sebesar 9o searah jarum jam ( melalui 9o kutub U dan S)

  • Kecepatan jalur medan satelit sekitar 6,46 Km/detik

  • Ketinggian nominal 917 Km (570 mil)

  • Sinkron matahari, karena kedudukan orbitnya relatif terhadap matahari tetap. Sudut antara matahari, pusat bumi dan satelit dibuat tetap yaitu sebesar 37,5o. Sudut sebesar 9o antara arah orbit satelit terhadap sumbu bumi itu dibuat untuk mempertahankan agar kedudukan relatif satelit terhadap matahari tetap.

  • Bidang orbitnya akan mendahului bumi pada kecepatan sudut yang sama dengan kecepatan sudut bumi mengitari matahari. Sifat ini akan memungkinkan pesawat ruang angkasa tersebut melintasi ekuator pada jam matahari setempat yang sama yaitu antara jam 9.30-10.00 pagi, pada sisi permukaan bumi yang menghadap sinar matahari. Jadi, orbit sinkron dengan matahari akan dapat menghasilkan kondisi-kondisi sudut matahari yang konstan dan dapat diulang kembali

  • Masing-masing orbit berlangsung selama 103 menit, jadi ada 14 orbit setiap harinya.

  • Setiap orbit akan menyimpang ke arah barat kira-kira 2.875 km pada ekuator. Tetapi pada hari berikutnya ke 14 orbit tersebut akan menyimpang sejauh kurang lebih 159 km kearah barat dari hari sebelumnya.

  • Dengan demikian diperlukan waktu selama 18 hari untuk menutup celah sebesar 2875 km.

  • Karena masing-masing lintasan menggambar suatu jalur selebar kurang lebih 185 km dan penyimpangan kebarat sebesar 159 km, berarti ada suatu tampalan sisi sebesar 14 % pada ekuator yang bertambah kira-kira sampai 85 % pada lintang 80o.

  • Resolusi temporalnya sebesar 18 hari

  • Resolusi spasialnya kasar yaitu sebesar 80 m/79 m. Oleh karena itu data Landsat generasi pertama hanya cocok untuk perolehan data dan untuk studi secara umum.

  • Sistem sensornya ada dua macam yaitu :

1. RBV

Kamera RBV berbeda dengan kamera fotografik, ia tidak bekerja secara fotografik melainkan secara elektronik. Detektornya bukan film, melainkan fotokonduktor. Tiap kamera RBV merekam daerah seluas185 x 185 Km secara serentak pada saat yang pendek seperti pada pemotretan fotografik.

Sistem RBV ini menggunakan 3 saluran :

- saluran 1 : 0,475 µm – 0,575 µm (hijau)

- saluran 2 : 0,580 µm - 0,680 µm (merah)

- saluran 3 : 0,690 µm – 0,830 µm (inframerah pantulan)

Pada pemanfaatan sensor eletro-optik pada satelit, piksel memberi nilai radiasi rata-rata daerah lapanagan yang luas, bila dibandingkan dengan banyaknya skala nilai abu-abu dalam daerah yang sama pada foto udara. Citra satelit mempunyai keuntungan lebih daripada foto udara yang kelas citra teridentifikasi nilai skala keabuan lebih seragam (nilai serapan)

2. MSS

Perekaman pada MSS dilakukan garis demi garis. Karena perekamannya berlangsung bagian demi bagian, maka daerah yang terekam secara serentak kecil sekali, yaitu berupa daerah di permukaan bumi berbentuk bujur sangkar dengan panjang sisinya 79 m x 79 m. Daerah yang terekam secara sererntak ini disebut dengan medan pandang sesaat (Instanteous Field of View, IFOV) atau picture elemen (pixel) . Luasan lapangan yang dapat diliput oleh setiap elemen gambar tergantung pada medan pandang sesaat (Instantaneous Field of View / IFOV), sensor elektro optik tersebut, serta tergantung pada ketinggian wahana.

Saluran yang dipergunakan scanner multispektral (MSS/Multispectral Scanner) :

- saluran 4 : 0,5 – 0,6 µm (hijau)

- saluran 5 : 0,6 – 0,7 µm (merah)

- saluran 6 : 0,7 – 0,8 µm (inframerah fotografis)

- saluran 7 : 0,8 – 1,1 µm (inframerah termal)

Resolusi spasial yaitu 80 m/79m

Data pantulan yang diperoleh dari ke 4 gelombang ini ketika satelit berada diluar jarak ini disimpan dalam pita magnetik untuk ditransmisikan ke bumi. Kemudian apabila satelit telah berada dalam jarak jangkauan dari salah satu stasiun penerima. Pada Landsat 3 ditambahkan 1 saluran lagi yaitu saluran 8 : 10,4 µm - 12,6 µm yaitu saluran thermal.

Penyiaman multispektral (MSS) mampu melakukan penginderaan dengan menggunakan energi pantulan dan pancaran secara bersama-sama. Keunggulan dari penyiam multispektral yaitu :

  1. Kemampuan penginderaan yang meluas dari 0,3 µm hingga mendekati 14 µm

  2. Menggunakan sistem optic yang sama untuk mengumpulkan data pada semua saluran secara bersama-sama

  3. Datanya mudah untuk dikalibrasikan

  4. Dapat dikirim kestasiun bumi secara elektronik

  5. Dapat dianalisa dalam bentuk numeric.

Data RBV dikirim dalam bentuk analog atau gambar, sedang data MSS diubah terlebih dahulu menjadi data digital

Jantung penyiam ialah detektor, yang mentransdusikan sinyal pantulan atau pancaran yang datang menyinarinya menjadi sinyal listrik. Sinyal listrik ini kemudian akan direkam pada pita magnetik dan selanjutnya diproses oleh komputer menjadi citra.

Sensor penyiam garis (Whiskbroom)

Karakteristik penyiam garis (Whiskbroom) ialah cermin berputar dengan multi-permukaan dengan kemiringan 45o dari sumbu putar, yang menyiam ke arah medan sepanjang garis yang tegak lururs terhadap arah terbang

Pada setiap penyiaman, cermin prisma berputar dan berhenti sejenak menghadap satu luasan dipermukaan bumi yang diliput oleh medan pandang sesaat (IFOV) penyiam untuk merekam sinyal. Dengan demikian, satu baris penyiam dibangun oleh serangkaian hasil pengukuran radiasi spektral, dimana setiap hasil pengukuran mewakili luasan pada medan padang sesaat (dwell area). IFOV merujuk pada medan pandang bersudut sempit dari detektor sensor, yang selama penyiamannya (yaitu sekitar 120 searah jarum jam melintang jalur terbang) akan diam sesaat menghadap ke setiap luasan medan yang sempit untuk menghasilkan rekaman sinyal. Dalam bentuk terolah, sinyal ini disebut picture elemen atau piksel.

Sinyal yang diciptakan oleh masing-masing detector pada MSS (240 baris X 256 piksel) diperkuat oleh system elektroniknya dan direkam dengan menggunakan perekam pita magnetic bersaluaran jamak/multi.

Data keluarannya dapat berupa :

  • Piktoral

Direkam pada suatu perekaman analog dan diubah kebentuk citra.

  • Numerik

Hasil keluaran penyiam yang berupa data analog diubah keformat digital secara elektronik.

Data mula-mula direkam pada pita digital berkepadatan tinggi di dalam pesawat selama penerbangan. Setelah di darat pita tersebut diubah menjadi pita yang cocok untuk computer yaitu Computer Compatible Tape (CCT).

Pada umumnya sensor-sensor citra elektro-optik dapat dibagi menjadi 2 kategori utama yaitu sensor elektronik dan sensor mekanik. Sensor bentuk sapu maupun penyiam mekanik mempunyai keunggulan untuk mengindera pada 2 saluran atau lebih secara serentak, antara 0,3 µm – 3 µm, sedangkan kamera udara hanya mengindera pada satu saluran lebar dipilih, yaitu antara 0,38 µm – 0,95 µm.

LANDSAT TM

Landsat Tm merupakan satelit sumberdaya bumi generasi kedua.

Sifat Landsat TM

  • Ketinggian orbitnya 705 Km, sehingga resolusi spasialnya menjadi lebih baik yaitu 30 m.

  • Sensor RBV diganti dengan sensor ‘Thematic Mapper’ (TM), sehingga resolusi spektral dan radiometriknya menjadi lebih baik. Resolusi spektralnya lebih baik karena TM bekerja pada 7 saluran. Perekaman pada tiap saluran dilakukan secara serentak oleh 16 detektor, kecuali saluran 6 (Thermal) hanya menggunakan 4 detektor. Perbaikan keteletian radiomerik dilakukan dengan memperbesar pemilahan spektral dari 0 – 63 menjadi 0 – 255.

Produk Landsat TM berupa citra, data digital direkam pada CCT dan data digital yang direkam pada ‘floppy disk’ untuk digunakan dengan kompilasi mikro.

Citra satelit yang mempunyai resolusi lebih baik adalah Landsat TM.

Landsat TM mempunyai scanner yang memiliki 7 sensor yaitu :

1. Band 1 (0,45 µm – 0,52 µm)

Dirancang untuk penetrasi tubuh air, sehingga bermanfaat untuk pemetaan perairan pantai. Juga berguna untuk membedakan antara tanah dengan vegetasi, tumbuhan berdaun lebar dan conifer.

2. Band 2 (0,52 µm – 0,69 µm)

Dirancang untuk mengukur puncak pantulan hijau saluran tampak bagi vegetasi guna penilaian ketahanan.

3. Band 3 (0,63 µm – 0,69 µm)

Saluran absorbsi klorofil yang penting untuk diskriminasi vegetasi.

4. Band 4 (0,76 µm – 0,90 µm)

Bermanfaat untuk menentukan kandungan biomassa dan untuk deliniasi tubuh air.

5. Band 5 (1,55 µm – 1,75 µm)

Menentukan kandungan kelembaban vegetasi dan kelembaban tanah. Juga bermanfaat untuk membedakan salju dan awan.

6. Band 6 (10,40 µm – 12,50 µm)

Saluran inframerah thermal yang penggunaannya untuk analisis pemetaan vegetasi, diskriminasi kelembaban tanah dan pemetaan thermal.

7. Band 7 (2,08 µm – 2,35 µm)

Saluran yang diseleksi karena potensinya untuk membedakan tipe batuan dan untuk pemetaan hidrotermal.

Keenam band yang pertama mempunyai resolusi 30 m, sedangkan band 7 mempunyai resolusi 79m/80m.

SPOT

Sistem satelit Perancis yang dinamakan ‘Systeme Probatoire de ‘I’Observation de la Terra (SPOT)’ merupakan satelit sumberdaya bumi pertama yang diluncurkan oleh Eropa.

Sifat khusus SPOT yaitu :

  • Mengorbit hampir poler

  • Sinkron dengan matahari

  • Ketinggian orbit 832 Km

  • Resolusi temporal 26 hari

  • Satelit dilengkapi oleh 2 penyiam bentuk sapu (Pushbroom), 2 pita perekam dan perlengkapan telemetri untuk menyiam data ke stasiun penerima data di bumi. Dua penyiam bentuk sapu SPOT-1 disebut dengan ‘High Resolution Visible’ (HRV) yaitu scanners atau penyiam spektrum tampak dengan resolusi tinggi.

Sensor bentuk sapu (Pushbroom)

Sensor jenis ini telah menjadi penting secara operasional semenjak peluncuran satelit SPOT (Satellite Probatoire Pour I’ Observation de la Terre). Sensor ini tidak memiliki bagian yang bergerak, sehingga umurnya lebih lama. Pengoperasiannya bukan berdasarkan detektor tunggu melainkan oleh suatu deretan elemen detektor yang disebut charged couple detector (CCD)


III. ASPEK GEOMETRIK CITRA LANDSAT

Pada saat ditransmisikan ke bumi data MSS Landsat mengalami distrorsi dengan berbagai cara. Secara radiometrik, nilai digital tidak selalu tepat dalam kaitannya dengan tingkat energi obyek. Secara geometrik maka letak kenampakan pada citra tidak tepat benar bila dikaitkan dengan letaknya pada peta. Teknik koreksi bertugas untuk memperkecil masalah ini dan menciptakan data citra yang lebih bermanfaat bagi analis.

Satu garis pada citra kadang-kadang kurang sempurna oleh adanya masalah sensor atau pengiriman data.

Oleh karena orbit Landsat sangat tinggi dan medan pandangnya kecil, data MSS relatif bebas dari distorsi panoramik dan pergeseran letak oleh relief yang terjadi pada data MSS wahana udara. Meskipun demikian data Landsat mengandung berbagai distorsi geometrik lain yang harus dikoreksi. Distorsi ini dihasilkan oleh faktor seperti variasi tinggi satelit, ketegakan satelit, dan kecepatannya.

Distorsi geometrik sistemetik dikoreksi dengan menerapkan rumus yang diturunkan dengan membuat model matematik atas sumber distrorsi. Sebagai contoh, sumber utama distorsi sistematik ialah rotasi bumi, pengaruh gerakan cermin pelarik, dan kecepatan lintasan satelit. Kenampakan jajaran genjang yang menceng pada citra MSS baku merupakan hasil koreksi ini bagi rotasi bumi..

Kesalahan yang berkaitan dengan proses perekaman dapat dikelompokkan menjadi dua, yaitu distorsi sistematik dan distorsi non-sistematik. Distorsi radiometrik sistemetik merupakan distorsi yang magnitude, faktor-faktor penyebabnya telah diketahui dan diperhitungkan. Misalnya, perbedaan respon antar detektor, efek perbedaan iluminasi, kegagalan scanning (drop out baris), serta pengaruh sudut pandang sensor. Distorsi non-sistematik biasanya disebabkan oleh faktor-faktor dengan magnitude yang tidak diketahui dengan pasti, atau sering berubah, misalnya pengaruh umbalan atmosfer.

Pada distorsi non-sistematik, proses koreksi yang dilakukan lebih bersifat kalibrasi. Dalam kaibrasi ini, beberapa asumsi digunakan, dan yang terutama adalah asumsi bahawa saluran dengan panjang gelombang lebih besar cenderung lebih kecil pengaruh atmosfernya. Beberapa cara kalibrasi nilai radiansi spektral obyek pada citra digital adalah : (1) penyesuaian histogram (histogram adjustment), (2) penyesuaian regresi (regression adjustment), (3) kalibrasi bayangan (shadow callibration method), dan (4) kalibrasi kenampakan gelap (dark-ground callibration method).


IV. PENDEKATAN INTERPRETASI CITRA

  1. Pendekatan Manual

Tingkat awal interpretasi dikenal sebagai deteksi. Deteksi dibantu dengan karakteristik spasial, spektral, radiometrik dan temporal data. Resolusi spasial adalah kemampuan sistem perekaman dalam membedakan objek yang terletak berdekatan. Resolusi spektral merupakan perekaman gambaran yang sama pada interval spektral yang berbeda; interval spektral yang lebih halus merupakan resolusi spektral yang lebih baik, dan ini merupakan dasar pemikiran bagi penginderaan jauh multispektral atau multisaluran. Resolusi radiometrik untuk menghasilkan kontras yang lebih baik, sehingga dapat dicapai jumlah tingkat keabuan antara batas hitam dan putih yang mudah dibedakan. Resolusi temporal menjelaskan kegunaan citra yang direkam pada interval waktu tertentu (musim) untuk mendeteksi perubahan yang telah terjadi.

Setelah tahap deteksi selanjutnya adalah tahap identifikasi dan pengenalan dimana penafsir citra harus menggunakan tingkat rujukan lokal, khusus, dan untuk mengkelaskan objek kedalam kategori tertentu. Pada tahap ini dilakukan dengan menggunakan unsur-unsur interpretasi. Kemudian tahap terakhir interpretasi adalah klasifikasi. Setiap daerah yang didelineasi harus diklasifikasikan melalui proses induksi (pengertian umum dari hal-hal khusus) dan deduksi (pengertian khusus dari pengamatan umum). Klasifikasi menghasilkan data spasial yang dapat ditayangkan sebagai peta atau untuk penggabungan dengan sistem informasi geografi melalui komputer.

  1. Pendekatan dengan Batuan Komputer

Pendekatan interpretasi dengan batuan komputer terutama dalam menangani data yang besar dan cepat, khususnya bila menganalisis citra penyiam multispektral atau foto multisaluran. Pendekatan dengan komputer meliputi langkah-langkah :

    1. Data citra analog harus dikonversikan dulu kedalam bentuk digital

    2. Pemrosean data

    3. Penyadapan kenampakan

Sementara ini, kecenderungannya telah berubah menuju pada sistem analisis citra digital berbiaya murah menggunakan komputer mikro, pengolahan lebih cepat, memori yang lebih besar, dan menu program yang lebih lengkap.

Pendekatan analisis digital meliputi penggunaan data komputer dan satelit dalam bentuk digital. Ketersediaan data Landsat MSS di dalam format CCT (Computer Compatible Tape) medorong sejumlah penelitian dalam arah ini. Pendekatan digital menyangkut manipulasi data spektral dalam bentuk angka untuk mengenali atau mendelineasi pola-pola yang memiliki homogenitas internal.


V. PENGOLAHAN CITRA DIGITAL

Salah satu fungsi paket pengolah citra yang paling dasar ialah menyajikan citra pada layar monitor. Citra ini sebenarnya tersimpan dalam bentuk data digital, yaitu data yang disimpan, diolah, dan dipanggil (diaktifkan) dalam notasi biner. Untuk dapat menyajikan data digital menjadi gambar yang komunikatif pada layar monitor, program harus mampu mengenal ciri-ciri yang terdapat pada data tersebut. Mengingat bahwa data digital citra merupakan himpunan nilai spektral obyek yang direkam per satuan luas medan tertentu, maka tugas program tersebut adalah menyajikan tiap nilai menjadi sel gambar pada layar, dengan intensitas kecerahan ataupun warna tertentu. Dengan kata lain, program penyaji data ke layar berfungsi untuk mengubah domain spektral data menjaadi domain spasial.

Langkah awal untuk mengenali ciri-ciri data digital tersebut ialah dengan membaca header citra, yaitu berkas yang menjelaskan ukuran baris dan kolom citra yang akan diaktifkan. Kesalahan pendefinisian jumlah baris dan kolom ini mengakibatkan adanya kesalahan bentuk gambar yang tersaji. Data ini disimpan dalam byte, dan harus tersaji pada julat (rentang) nilai 0 – 255 pada layar monitor.

Istilah Bit adalah kependekan dari Binary Digital, adalah notasi dalam sistem operasi komputer. Dengan basis dua (basis 10 dalam logaritma) suatu nomor 8 digit memungkinkan suatu interval dari 2 pangkat 8 atau 256. Sebuah memori 8 bit dapat menayangkan hingga 256 warna berbeda, sedang 6 bit sebesar 64 tingkat keabuan. Satu byte adalah 8 bit data digital dan satu megabyte sebesar 10 byte.

Analisis citra digital dapat dirinci menjadi tiga lagkah utama sebagaimana didukung oleh perangkat keras dan perangkat lunak dalam sistem pengolahannya. Langkah-langkah tersebut yaitu :

A. PRA-PEMROSESAN

Perbaikan citra menggunakan pengetahuan dan pemahaman untuk menilai penuruan kualitas citra . Pada tahap awal ini dilakukan koreksi data terhadap data mentah satelit yang bertujuan untuk menghilangkan kesalahan-kesalahan radiometrik dan geometrik.

Prosedur metode pengenalan pola dilakukan dengan mengubah data input sebelum dipakai untuk pengenalan pola. Pelaksanaannya memakai teknik pemrosesan digital :

Koreksi radiometrik

Bertujuan untuk mengubah level abu-abu (rona) diasosiasikan dengan setiap pixel citra asli menurut skema khusus sebelumnya, sehingga kontras lebih baik atau pendefinisian kenampakan dapat dicapai.

Koreksi radiometri diperlukan atas dasar dua alasan, yaitu untuk memperbaiki kualitas cira dan sekaligus memperbaiki nilai-nilai piksel yang tidak sesuai dengan nilai pantulan atau pancaran spektarl obyek yang sebenarnya. Koreksi radiometri citra yang ditujukan untuk memperbaiki kualitas visual itu berupa pengisian kembali baris yang kosong karena drop out baris maupun masalah kesalahan awal pelarikan (scanning start). Baris atau bagian baris yang bernilai tidak sesuai dengan yang seharusnya dikoreksi dengan mengambil nilai piksel satu baris di atas dan di bawahnya, kemudian dirata-ratakan. Koreksi radiometrik dilakukan dengan bebrapa cara, antar lain :

  1. Penyesuaian histogram

  2. Penyesuaian regresi

  3. Metode kalibrasi bayangan

  4. Kalibrasi kenampakan gelap.

Koreksi geometrik

Bertujuan untuk menghilangkan distorsi disebabkan oleh kemiringan pesawat terbang dan rotasi bumi pada waktu perekamannya, hasilnya dalam citra skala yang diinginkan atau peta proyeksi.

Transformasi geometrik yang paling mendasar adalah penempatan kembali posisi piksel sedemikian rupa, sehingga pada citra digital yang tertransformasi dapat dilihat gambaran obyek di permukaan bumi yang terekam sensor.

Koreksi geometri selanjutnya diperlukan untuk menghasilkan data yang lebih teliti dalam aspek planimetrik. Pada koreksi ini, sistem koordinat atau proyeksi peta tertentu dijadikan rujukan, sehingga dihasilkan citra yang mempunyai sistem koordinat dan skala yang seragam. Citra semacam ini pada umumnya telah siap untuk diproses secara digital untuk ekstrasi informasi, dan juga untuk interpretasi visual.

Distorsi geometrik non-sistematik dikoreksi dengan menggunakan analisis titik ikat medan. Akan tetapi metode ini memerlukan ketersediaan peta teliti yang sesuai dengan daerah liputan citra dan titik-titik ikat medan yang dapat dikenali pada citra.

TEORI DASAR INTERPRETASI CITRA SATELIT LANDSAT TM7+
METODE INTERPRETASI VISUAL ( DIGITIZE SCREEN)

I . PENGANTAR

Penginderaan jauh adalah ilmu dan teknik untuk memperoleh informasi tentang suatu obyek , daerah atau fenomena yang dikaji (Lillesand dan Kiefer, 1979 ). Sedangkan Sutanto , 1986 mengatakan penafsiran citra pemginderaan jauh berupa penegnalan obyek dan elemen yang tergambar pada citra penginderaan jauh serta penyajiaanya ke dalam bentuk peta tematik.

Penginderaan jauh Sistem satelit
Sistem Satelit

Sistem satelit dalam penginderaan jauh tersusun atas pemindai (scanner) dengan dilengkapi sensor pada wahana (platform) satelit, dan sensor tersebut dilengkapi oleh detektor.
Untuk lebih jelasnya dapat diuraikan sebagai berikut :

  • Penyiam merupakan sistem, perolehan data secara keseluruhan termasuk sensor dan detektor.

  • Sensor merupakan alat untuk menangkap energi dan mengubahnya ke dalam bentuk sinyal dan menyajikannya ke dalam bentuk yang sesuai dengan informasi yang ingin disadap.

  • Detektor merupakan alat pada sistem sensor yang merekam radiasi elektromagnetik.

Sistem Satelit Landsat
Satelit Landsat merupakan salah satu satelit sumber daya bumi yang dikembangkan oleh NASA dan Departemen Dalam Negeri Amerika Serikat. Satelit ini terbagi dalam dua generasi yakni generasi pertama dan generasi kedua. Generasi pertama adalah satelit Landsat 1 sampai Landsat 3, generasi ini merupakan satelit percobaan (eksperimental) sedangkan satelit generasi kedua (Landsat 4 dan Landsat 5) merupakan satelit operasional (Lindgren, 1985), sedangkan Short (1982) menamakan sebagai satelit penelitian dan pengembangan (Sutanto, 1994). Satelit generasi pertama memiliki dua jenis sensor, yaitu penyiam multi spektral (MSS) dengan empat saluran dan tiga kamera RBV (Return Beam Vidicon).

Satelit generasi kedua adalah satelit membawa dua jenis sensor yaitu sensor MSS dan sensor Thematic Mapper (TM). Perubahan tinggi orbit menjadi 705 km dari permukaan bumi berakibat pada peningkatan resolusi spasial menjadi 30 x30 meter untuk TM1 - TM5 dan TM7 , TM 6 menjadi 120 x 120 meter. Resolusi temporal menjadi 16 hari dan perubahan data dari 6 bits (64 tingkatan warna) menjadi 8 bits (256 tingkatan warna). Kelebihan sensor TM adalah menggunakan tujuh saluran, enam saluran terutama dititikberatkan untuk studi vegetasi dan satu saluran untuk studi geologi tabel (2.1) Terakhir kalinya akhir era 2000- an NASA menambahkan penajaman sensor band pankromatik yang ditingkatkan resolusi spasialnya menjadi 15m x 15m sehingga dengan kombinasi didapatkan citra komposit dengan resolusi 15m x 15 m.

Tabel 2.1 Saluran Citra Landsat TM

Saluran

Kisaran
Gelombang (µm)

Kegunaan Utama

1

0,45 – 0,52

Penetrasi tubuh air, analisis penggunaan lahan, tanah, dan vegetasi. Pembedaan vegetasi dan lahan.

2

0,52 – 0,60

Pengamatan puncak pantulan vegetasi pada saluran hijau yang terletak diantara dua saluran penyerapan. Pengamatan ini dimaksudkan untuk membedakan jenis vegetasi dan untuk membedakan tanaman sehat terhadap tanaman yang tidak sehat

3

0,63 – 0,69

Saluran terpenting untuk membedakan jenis vegetasi. Saluran ini terletak pada salah satu daerah penyerapan klorofil

4

0,76 – 0,90

Saluran yang peka terhadap biomasa vegetasi. Juga untuk identifikasi jenis tanaman. Memudahkan pembedaan tanah dan tanaman serta lahan dan air.

5

1,55 – 1,75

Saluran penting untuk pembedaan jenis tanaman, kandungan air pada tanaman, kondisi kelembapan tanah.

6

2,08 – 2,35

Untuk membedakan formasi batuan dan untuk pemetaan hidrotermal.

7

10,40 – 12,50

Klasifikasi vegetasi, analisis gangguan vegetasi. Pembedaan kelembapan tanah, dan keperluan lain yang berhubungan dengan gejala termal.

8

Pankromatik

Studi kota, penajaman batas linier, analisis tata ruang

Sumber : Lillesand dan Kiefer, 1979 dengan modifikasi)

Karakteristik Data Landsat TM

Data Landsat TM (Thematic Mapper) diperoleh pada tujuh saluran spektral yaitu tiga saluran tampak, satu saluran inframerah dekat, dua saluran inframerah tengah, dan satu saluran inframerah thermal. Lokasi dan lebar dari ketujuh saluran ini ditentukan dengan mempertimbangkan kepekaannya terhadap fenomena alami tertentu dan untuk menekan sekecil mungkin pelemahan energi permukaan bumi oleh kondisi atmosfer bumi.
Jensen (1986) mengemumakan bahwa kebanyakan saluran TM dipilih setelah analisis nilai lebihnya dalam pemisahan vegetasi, pengukuran kelembaban tumbuhan dan tanah, pembedaan awan dan salju, dan identifikasi perubahan hidrothermal pada tipe-tipe batuan tertentu.

Data TM mempunyai proyeksi tanah IFOV (instantaneous field of view) atau ukuran daerah yang diliput dari setiap piksel atau sering disebut resolusi spasial. Resolusi spasial untuk keenam saluran spektral sebesar 30 meter, sedangkan resolusi spasial untuk saluran inframerah thermal adalah 120 m (Jensen,1986).

II. PENAFSIRAN CITRA SECARA VISUAL

Dasar Teori
Penafsiran citra visual dapat didefiniskan sebagai aktivitas visual untuk mengkaji citra yang menunjukkan gambaran muka bumi yang tergambar di dalam citra tersebut untuk tujuan identifikasi obyek dan menilai maknanya ( howard, 1991 ). Penafsiran citra merupakan kegiatan yang didasarkan pada deteksi dan identifikasi obyek dipermukaan bumi pada citra satelit landsat TM7+. Dengan mengenali obyek-obyek tersebut melalui unsure-unsur utama spectral dan spasial serta kondisi temporalnya.

Teknik penafsiran
Teknik penafsiran citra penginderaan jauh diciptakan agar penafsir dapat melakukan pekerjaan penafsiran citra secara mudah dengan mendapatkan hasil penafsiran pada tingkat keakuratan dan kelengkapan yang baik. Menurut Sutanto, teknik penafsiran citra penginderaan jauh dilakukan dengan menggunakan komponen penafsiran yang meliputi:

  1. data acuan

  2. kunci interpretasi citra atau unsur diagnostic citra

  3. metode pengkajian

  4. penerapan konsep multi spectral

1. Data acuan

Data acuan diperlukan untuk meningkatkan kemampuan dan kecermatan seorang penafsir, data ini bisa berupa laporan penelitian, monografi daerah, peta, dan yang terpenting disini data diatas dapat meningkatkan local knowledge pemahaman mengenai lokasi penelitian.

2. Kunci interpretasi citra atau unsur diagnostic citra

Pengenalan obyek merupakan bagian vital dalam interpretasi citra. Untuk itu identitas dan jenis obyek pada citra sangat diperlukan dalam analisis memecahkan masalah yang dihadapi. Karakteristik obyek pada citra dapat digunakan untuk mengenali obyek yang dimaksud dengan unsur interpretasi. Unsur interpretasi yang dimaksud disini adalah :
Rona / warna

Rona dan warna merupakan unsur pengenal utama atau primer terhadap suatu obyek pada citra penginderaan jauh. Fungsi utama adalah untuk identifikasi batas obyek pada citra. Penafsiran citra secara visual menuntut tingkatan rona bagian tepi yang jelas, hal ini dapat dibantu dengan teknik penajaman citra ( enhacement) . Rona merupakan tingkat / gradasi keabuan yang teramati pada citra penginderaan jauh yang dipresentasikan secara hitam-putih. Permukaan obyek yang basah akan cenderung menyerap cahaya elektromagnetik sehingga akan nampak lebih hitam dibanding obyek yang relative lebih kering.

Warna merupakan ujud yang yang tampak mata dengan menggunakan spectrum sempit, lebih sempit dari spectrum elektromagnetik tampak ( Sutanto, 1986). Contoh obyek yang menyerap sinar biru dan memantulkan sinar hijau dan merah maka obyek tersebut akan tampak kuning. Dibandingkan dengan rona , perbedaaan warna lebih mudah dikenali oleh penafsir dalam mengenali obyek secara visual. Hal inilah yang dijadikan dasar untuk menciptakan citra multispektral.

Bentuk
Bentuk dan ukuran merupakan asosiasi sangat erat. Bentuk menunjukkan konfigurasi umum suatu obyek sebagaimana terekam pada citra penginderaan jauh . Bentuk mempunyai dua makna yakni :
a. bentuk luar / umum
b. bentuk rinci atau sususnana bentuk yang lebih rinci dan spesifik.

Ukuran

Ukuran merupakan bagian informasi konstektual selain bentuk dan letak. Ukuran merupakan atribut obyek yang berupa jarak , luas , tinggi, lereng dan volume (sutanto, 1986). Ukuran merupakan cerminan penyajian penyajian luas daerah yang ditempati oleh kelompok individu.

Tekstur

Tekstur merupakan frekuensi perubahan rona dalam citra ( Kiefer, 1979). Tekstur dihasilkan oleh kelompok unit kenampkan yang kecil, tekstur sering dinyatakan kasar,halus, ataupu belang-belang (Sutanto, 1986). Contoh hutan primer bertekstur kasar, hutan tanaman bertekstur sedang, tanaman padi bertekstur halus.

Pola

Pola merupakan karakteristik makro yang digunakan untuk mendiskripsikan tata ruang pada kenampakan di citra. Pola atau susunan keruangan merupakan ciri yang yang menandai bagi banyak obyek bentukan manusia dan beberapa obyek alamiah. Hal ini membuat pola unsure penting untuk membedakan pola alami dan hasil budidaya manusia. Sebagai contoh perkebunan karet , kelapa sawit sanagt mudah dibedakan dari hutan dengan polanya dan jarak tanam yang seragam.

Bayangan

Bayangan merupakan unsure sekunder yang sering embantu untuk identifikasi obyek secara visual , misalnya untuk mengidentifikasi hutan jarang, gugur daun, tajuk ( hal ini lebih berguna pada citra resolusi tinggi ataupun foto udara)

Situs

Situs merupakan konotasi suatu obyek terhadap factor-faktor lingkungan yang mempengaruhi pertumbuhan atau keberadaan suatu obyek. Sirtus bukan cirri suatu obyek secara langsung, teapi kaitanya dengan factor lingkungan. Contoh hutan mangrove selalu bersitus pada pantai tropic, ataupun muara sungai yang berhubungan langsung dengan laut ( estuaria).

Asosiasi (korelasi )

Asosiasi menunjukkan komposisi sifat fisiognomi seragam dan tumbuh pada kondisi habita yang sama. Asosiasi juga berarti kedekatan erat suatu obyek dengan obyek lainnya. Contoh permukiman kita identik dengan adanya jaringan tarnsportasi jalan yang lebih kompleks dibanding permukiman pedesaan. Konvergensi bukti Dalam proses penafsiran citra penginderaan jauh sebaiknya digunakan unsure diagnostic citra sebanyak mungkin. Hal ini perlu dilakukan karena semakin banyak unsure diagnostic citra yang digunakan semakin menciut lingkupnya untuk sampai pada suatu kesimpulan suatu obyek tertentu. Konsep ini yang sering disebut konvergensi bukti. Sebagai contoh dapat dilihat pada gambar dibawah ini :


Konsep konvergensi ini dapat diterapkan pada proses penafsiran citra Landsat Tm7+ dimana para penafsir memulai pertimbangan umu dilanjutkan ke pertimbangan khusus pada suatu obyek.

3. Metode pengkajian

Penafsiran citra pj lebih mudah apabila dimulai dari pengkajian dengan pertimbangn umum ke pertimbangan khusus / lebih spsifik dengan metode konvergensi bukti.


4. Penerapan konsep multispektral

Konsep ini menganjurkan untuk menggunakan beberapa alternative penggunaan beberapa band secara bersamaan. Kegunaannya adalah untuk memudahkan interpretasi dengan mempertimbangkan kelebihan masing masing penerapan komposit band tersebut.

Pada citra dengan komposit band 543, dapat dengan mudah dibedakan antara obyek vegetasi dengan non vegetasi, obyek bervegetasi dipresentasikan dengan warna hijau, tana kering dengan warna merah, komposist ini paling popular untuk penerapan di bidang kehutanan (Departemen kehutanan).
Citra dengan komposit band 432, mempunyai kelebihan untuk membedakan obyek kelurusan seperti jalan dan kawasan perkotaan. Jaringan jalan dipresentasikan dengan warna putih.
Citra dengan komposit band 543, mempunyai kelebihan mudah untuk membedakan obyek yang mempunyai kandungan air atau kelembapan tinggi. Obyek dengan tingkat kelembapan atau kandungan air tinggi akan dipresentasikan dengan rona yang lebih gelap secara kontras. Contoh obyek tambak akan tampak berwarna biru kehitaman dengan bentuk kotak teratur., komposit ini membantu dalam pembedaan hutan rawa dengan hutan lahan kering, sawah dengan padi tua ataupun sawah dengan awal penanaman.

Penafsiran Citra

Penafsiran citra secara visual memliki arti hubungan interaktif (langsung) dari penafsir dengan citra, artinya ada prose perunutan dari penafsir untuk mengenalai obyek hingga prose pendeliniasian batas obyek untuk medefiniskan obyek tersebut. Penafsiran citra secara manual pada awalnya dengan cara deliniasi obyek pada citra cetak kertas (hardcopy) yang telah dilakukan preprocessing lebih dulu. Perkembangan tehnologi hardware dan software memungkinkan penafsiran langsung dikomputer dengan metode on screen digitize. Meskipun memanfaatkan computer. Metode ini masih termasuk interpretasi secara manual. Hasil dari metode ini adalah data kalsifikasi tematik dalam format vector. Kodifikasi data ( encoding) dapat secara langsung dilakukan. Sehingga metode ini sering dikenal juga metode penafsiran interaktif.

Kelebihan dari metode ini adalah penafsir dapat memperhitungkan konsteks spasial wilaya pada saat penafsiran dengan melibatkan lebih dari satu elemen ( unit lahan, bentuk lahan, local knowledge dll) yang tidak mungkin dapat dilakukan dengan metode klasifikasi digital secara langsung. Keuntungan kedua adalah metode ini cocok untuk daerah pada ekuator yang banyak tertutup awan.

Ada dua factor yang harus diperhatikan pada metode ini yakni

1. Kaidah perbesaran ( Zooming)

Tingkat ketelitian pemetaan disesuaikan dengan tingkat skala yang digunakan . semakin besar skala pemetaannya semakin rinci informasi yang harus disajikan dan sebaliknya. Penafsiran manual sangat tergantung dari visualisasi citra. Berbeda dengan penafsiran digital yang tidak memperhitungkan skala.
Dimensi citra landsat Tm 7+ dapat memberikan ketelitian samapai skala 1 : 50.000. Satu hal yang menjadi kelemahan metode ini adalah ;luas visualisasi monitor computer, dimana semakin besar skala visualisasi semakin kecil luas citra yang tergambarkan begitu pula sebaliknya. Konsekuensi dari hal ini adalah kegiatan melakukan penggeseran visual citra setiap kali berpindah lokasi interpretasi. Dalam praktek ini skal visualisasi diupayakan maksimal 1 : 50.000 , hal ini untuk menjaga kualitas hasil penafsiran .

2. Kartografi pemetaan dalam penafsiran citra..

Akurasi geometric pemetaan melaui penafsiran citra ditentukan oleh dua hal yakni :
- akurasi geometrik citra
- akurasi deliniasi antar obyek yang dipeetakan.
Akurasi geometric ditentukan oleh koreksi geometris yang dilakukan pada citra.
Akurasi deliniasi ditentukan oleh penafsir , apabila kedua hal ini telah dilakukan kaidah kartografis yang harus diperhatikan adalah ukuran luas polygon yang yang harus dideliniasi. Luasan sangat tergantung pada tujuan skala pemetaan yang direncanakan. Proses ini dikenal dengan nama generalisasi pemetaan. Aturannya menentukan luas polygon terkecil adalah 0,5 x 0,5 x skala pemetaan.
Berikut adalah skala generalisasi pemetaan pada tiap skala peta :
a. Skala pemetaan 1 : 50.000 luas polygon terkecil 1, 25 ha
b. Skala pemetaan 1 : 100.000 luas polygon terkecil 2, 5 ha
c. Skala pemetaan 1 : 250.000 luas polygon terkecil 6, 25 ha



Daftar Pustaka

  • Dulbahri, 1985. Interpretasi Citra Untuk survey Vegetasi. Puspics – Bakorsurtanal – UGM, Yogyakarta.

  • Lillesand and Kiefer, 1993. Remote Sensing And Image Interpretation, Jhon Villey and Sons, New York.

  • Lo, C.P, 1986. Penginderan Jauh Terapan, UI- Press, Jakarta.

  • Sutanto, 1986. Penginderaan Jauh Jilid I, Gadjah Mada University Press, Yogyakarta.

  • Sutanto, 1986. Penginderaan Jauh Jilid II, Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.


1 komentar: