BAB 4 PENGANTAR PENGINDERAAN JAUH

BAB 4
PENGANTAR PENGINDERAAN JAUH
Pemahaman Penginderaan Jauh
65
4.1. PENDAHULUAN
Pengantar penginderaan jauh merupakan materi lanjutan dari pengantar
kartografi dan praktek membuat peta manual. Jika pada materi sebelumnya
mahasiswa dilatih untuk mengenal peta secara manual, materi di modul tiga ini
berisi materi yang memperkenalkan mahasiswa kepada kartografi yang
menggunakan metode penginderaan jauh dengan bantuan alat. Modul ini berisi
materi-materi mengenai penginderaan jauh seperti pengertian, komponen, dan
proses penginderaan jauh.
Kompetensi Materi
Kompetensi yang akan dicapai setelah mempelajari materi Pengantar
Penginderaan Jauh berdasarkan kompetensi Pengembangan Wilayah dan Kota
antara lain:
1. Menjunjung tinggi norma, tata nilai, moral, agama dan etika tanggung jawab
professional (KU1);
2. Mamu berpikir secara logis, kreatif, inovatif berbasis keberlanjutan bagi
kehidupan lingkungan dan masyarakat (KU2);
3. Menerapkan metode dan teknologi baru untuk membangun data base,
menganalisis, merumuskan konsep/ model perencanaan/strategi kebijakan
(KU5);
4. Mahir dalam mengaplikasikan teknologi untuk inventarisasi data base yang
akurat, intpretasi dan penyusunan konsep perencanaan spasial dan aspasial
(KP3);
5. Menerpakan norma, standar, pedoman dan manual/kriteria perencanaan dan
perancangan wilayah dan kota (KP4);
6. Mampu bekerja secara mandiri dan kelompok (KL1);
7. Mampu berkomunikasi dan bersikap aspiratif dan responsive terhadap
perkembangan IPTEKS (KL3).
66
Selanjutnya, kompetensi mata kuliah Kartografi dan Penginderaan Jauh yang
menjadi landasan dalam materi ini antara lain:
1. Kognitif
: menjelaskan pengertian, komponen, jenis, dan proses
penginderaan jauh.
2. Afektif
: bertanggung jawab terhadap tugas, disiplin, dan bersikap sopan
selama proses pembelajaran.
3. Motorik
: terampil dalam menggunakan alat-alat yang berhubungan dengan
penginderaan jauh.
Sasaran Pembelajaran
Sasaran pembelajaran dari materi Pengantar Pengideraan Jauh adalah
mahasiswa memahami dan menjelaskan pengertian, jenis dan komponen
penginderaan jauh serta prosesnya.
Strategi/Metode Pembelajran
Terdapat tiga strategi untuk mecapai sasaran pembelajaran di materi ini,
yaitu: ceramah interaktif, diskusi dan belajar terstruktur. Proses pembelajaran
tersebut tidak hanya dilakukan di dalam kelas saja tetapi juga dilakukan di luar
kelas.
Indikator Penilaian
Sama seperti materi-materi sebelumnya, indikator penilaian dalam materi
ini didasari oleh tiga kompetensi yang akan diraih oleh mahasiswa, yaitu kognitif,
afektif dan motorik. Masing-masing kemampuan memiliki beberapa indikator
seperti yang terlihat di dalam tabel 4.1.
67
Kompetensi
Kognitif
Afektif
Motorik
Tabel 4.1. Rubrik Penilaian Materi Pengantar Penginderaan Jauh
Tujuan
Rubrik
Pemahaman
mahasiswa Pengertian penginderaan jauh
terhadap
pengertian, Komponen penginderaan jauh
komponen, kelebihan dan Jenis Penginderaan jauh
kekurangan serta peran Proses penginderaan jauh
penginderaan jauh dalam
ruang
lingkup
Pengembangan Wilayah dan
Kota
Kemampuan
penulisan Menjawab pertanyaan tepat sasaran
laporan/tugas sesuai dengan Ketepatan menggunakan tata bahasa
standar karya tulis ilmiah
Penggunaan kota kata yang tepat
Keterpaduan antar kalimat/paragraf
Tugas dikumpulkan tepat Sesuai dengan kesepakatan
waktu
Sopan
selama
proses Berpakaian yang sopan dan rapi
pembelajaran
Bertutur kata yang baik
Bersikap terhadap dosen dan teman
Terampil
dalam
menggunakan alat-alat yang
berhubungan
dengan
penginderaan jauh
TOTAL
Bobot
10
15
10
50
15
60
3
2
2
3
10
10
10
5
5
10
20
10
10
10
100
100
100
30
68
4.2.
PEMBAHASAN MATERI
Seperti yang telah dijelaskan di dalam modul ke dua, bentuk penyajian data
dalam kartografi adalah peta. Peta selanjutnya terbagi menjadi peta manual dan
peta citra. Peta manual dibuat dengan menggunakan teknik sedehana dan secara
manual sedangkan peta citra yakni peta yang berasal dari pencitraan satelit.
Pencitraan satelit ini terkait dengan teknik penginderaan jauh.
4.2.1. PENGERTIAN PENGINDERAAN JAUH
Terdapat beberapa pengertian penginderaan jauh. Berikut adalah beberapa
pengertian pengindearan jauh menurut beberapa ahli:
1. Lindgren (1985) : Penginderaan jauh adalah tekhnik yang digunakan untuk
memperoleh dan menganalisis tentang bumi.
2.
Welson dan Bufon : Penginderaan jarak jauh adalah suatu ilmu, seni, dan
tekhnik untuk memperoleh informasi tentang objek, area dan gejala dengan
menggunakan alat dan tanpa kontak langsung dengan objek area dan gejala
tersebut.
3.
Lillesand and Keifer (1990) : Penginderaan jauh adalah ilmu atau tekhnik dan
seni untuk mendapatkan informasi tentang objek, wilayah atau gejala dengan
cara menganalisis data-data yang diperoleh dengan suatu alat, tanpa hubungan
langsung dengan objek wilayah atau gejala yang dikaji.
4. Sabins : Penginderaan jauh adalah suatu ilmu untuk memperoleh, mengolah
dan menginterpretasi citra yang telah direkam yang berasal dari interaksi
antara gelombang elektromagnetik dengan suatu obyek.
5. Wikipedia : 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
69
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 atau fotogrametri.
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.
6. American Society of Photogrammetry : 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.
7. Avery (1985) : Penginderaan jauh merupakan upaya untuk memperoleh,
menunjukkan (mengidentifikasi) dan menganalisis objek dengan sensor pada
posisi pengamatan daerah kajian.
8. Campbell : Penginderaan jauh adalah ilmu untuk mendapatkan informasi
mengenai permukaan bumi seperti lahan dan air dari citra yang diperoleh dari
jarak jauh.
9. Colwell : 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.
10. Curran (1985) : Penginderaan Jauh yaitu penggunaan sensor radiasi
elektromagnetik untuk merekam gambar lingkungan bumi yang dapat
diinterpretasikan sehingga menghasilkan informasi yang berguna.
Berdasarkan pengertian-pengertian yang dikemukakan oleh para ahli, dapat
disimpulkan bahwa penginderaan jauh merupakan suatu teknik mengamati objek
tanpa menyentuh langsung objek tersebut, melainkan menggunakan alat bantu
seperti satelit atau pesawat.
70
4.2.2. JENIS DAN KOMPONEN PENGINDERAAN JAUH
Terdapat dua jenis penginderaan jauh. Pengelompokan tersebut dilakukan
berdasarkan tempat atau wahana yang digunakan untuk mengamati objek. Jenisjenis penginderaan jauh dipaparkan sebagai berikut:
1. Penginderaan jauh dari udara
Penginderaan jauh dari udara pada umumnya menggunakan pesawat terbang.
Pengidneraan melalui pesawat udara dengan system rekaman kamera masih
merupakan penyaji data yang potensial karena jika dibandingkan dengan foto
satelit, foto udara dapat menyajikan data-data secara lebih rinci.
2. Penginderaan jauh dari ruang angkasa
Penginderaan
jauh
dari
ruang angkasa
menggunakan
satelit.
Jenis
penginderaan jauh ini memanfaatkan gelombang elektro magnetik yang
diradiasikan dari matahari.
Gambar 4.1. Penginderaan jauh menggunakan pseawat (kiri) dan satelit (kanan)
Sumber: http://teknologi.kompasiana.com/terapan/2013/06/26/perkembangan-teknologipenginderaan-jauh-568527.html , diunduh pada 21/11/2014, 05:29 WITA
Selanjutnya, komponen penginderaan jauh merupakan serangkaian dari objekobjek yang saling berhubungan dan bekerjasama/ berkoordinasi untuk melakukan
penginderaan jauh. Komponen penginderaan jauh terdiri atas: sumber tenaga,
atmosfer, interaksi antara tenaga dan objek, wahana, sensor, serta pengguna data.
Penjelasan mengenai masing-masing komponen dapat dilihat pada uraian di
bawah.
1. Sumber Tenaga
Sumber tenaga merupakan komponen yang diperlukan untuk menyinari
objek yang terdapat dipermukaan bumi kemudian memantulkannya ke sensor.
71
Salah satu tenaga yang digunakan dalam penginderaan jauh adalah tenaga
matahari. Tenaga matahari memancar ke segala penjuru termasuk ke
permukaan bumi dalam bentuk elektromagnetik dan membentuk panjang
gelombang. Namun, pada malam hari matahari tidak dapat digunakan sebagai
sumber tenaga. Oleh karena itu, sumber tenaga yang digunakan pada malam
hari disebut dengan tenaga pulsa.
a. Sumber tenaga alami
Matahari merupakan sumber tenaga yang alami. Penginderaan jauh yang
menggunakan tenaga matahari dikenal dengan sistem pasif. Proses
penginderaan jauh yang menggunakan tenaga matahari hanya dapat
dilakukan pada siang hari dengan kondisi cuaca cerah.
b. Sumber tenaga buatan
Penginderaan jauh yang menggunakan tenaga buatan dalam perekamannya
disebut dengan sistem aktif. Proses ini dapat dilakukan pada malam hari
karena mengandalkan pantulan tenaga buatan yang disebut juga tenaga
pulsa atau tidak bergantung pada tenaga matahari. Contoh tenaga buatan
yang digunakan dalam proses penginderaan jauh adalah gelombang mikro
yang berasal dari baterai, blitz dan sebagainya.
Gambar 4.2. Proses penginderaan jauh menggunakan sumber tenaga aktif dan pasif
Sumber http://petacitrasatelit.blogspot.com/2013/06/penginderaan-jauh-remote-sensing.html,
diunduh pada 21/11/2014, 05:54 WITA
72
Gambar 4.2. memperlihatkan proses penginderaan jauh menggunakan
sumber tenaga pasif (garis merah lurus) dan aktif (garis orange putus-putus) .
Sumber energi alamiah berupa matahari memancarkan radiasi alamiah menuju
target atau objek di permukaan bumi kemudian dipantulkan kembali. Pantulan
energi tersebut diterima oleh sensor pasif di wahana perekam data dan
selanjutnya ditransmisikan ke pangkalan penerimaan data.
Sumber energi buatan berupa gelombang elektromagnetik dipancarkan
melalui sensor aktif ke target di permukaan bumi. Energi buatan tersebut juga
dipantulkan kembali dan diterima oleh sensor aktif di wahana perekaman
data. Terakhir, energi tersebut ditransmisikan ke pangkalan penerimaan data.
Kemampuan setiap objek di berbagai tempat untuk menerima jumlah
tenaga berbeda-beda. Hal tersebut dipengaruhi oleh beberapa faktor antara
lain: wahana penyinaran, topografi dan keadaan cuaca.
a. Waktu penyinaran
Jumlah energi yang diterima oleh objek pada saat matahari tegak lurus
(siang hari) lebih besar daripada saat posisi matahari miring (sore hari).
Makin banyak energi yang diterima objek, makin cerah warna objek
tersebut.
b. Topografi
Bentuk permukaan bumi yang memiliki topografi halus dan berwarna
cerah lebih banyak memantulkan sinar matahari dibandingkan dengan
permukaan yang bertopografi kasar dan berwarna gelap. Dengan
demikian, daerah yang bertopografi halus dan cerah akan terlihat lebih
terang dan jelas.
c. Keadaan cuaca.
Kondisi cuaca pada saat pemotretan mempengaruhi kemampuan sumber
tenaga dalam memancarkan dan memantulkan energi. Kondisi berkabut
dapat menyebabkan hasil penginderaan jauh tidak begitu jelas atau bahkan
tidak terlihat.
2. Atmosfer
Atmosfer merupakan lapisan yang melindungi bumi dari sinar ultraviolet yang
datang dari matahari. Oleh karena itu, radiasi matahari yang memancar ke
73
permukaan bumi terhambat oleh atmosfer, sehingga bagian radiasi sebagai
tenaga tersebut dipantulkan kembali, dihamburkan, diserap dan diteruskan.
Oleh sebab itu, terdapat istilah jendela atmosfer dalam penginderaan jauh.
Jendela atmosfer merupakan spektrum gelombang elektromagnetik yang dapat
mencapai bumi.
Keadaan atmosfer dapat menghalangi jumlah energi ke permukaan bumi.
Itulah sebabnya atmosfer bersifat selektif terhadap tenaga yang dipancarkan ke
permukaan bumi. Sebagian gelombang elektromagnetik mengalami hambatan
yang disebabkan oleh elemen yang terdapat di atmosfer seperti debu, uap air
dan gas.
3. Interaksi antara Tenaga dan Objek
Seperti yang telah dikemukakan sebelumnya bahwa terdapat beberapa
elemen dalam lapisan atmosfer dapat menghalangi energi yang dipancarkan
oleh sumber tenaga (gambar 4.3). Kondisi tersebut dapat mempengaruhi
interaksi antara tenaga dan objek. Semakin banyak tenaga yang diterima,
semakin jelas dan cerah gambar yang diperoleh. Begitu pula sebaliknya,
semakin rendah tenaga yang diterima semakin gelap gambar yang diterima.
Gambar 4.3. Interaksi antara tenaga dan objek.
Sumber: http://sumberbelajar.belajar.kemdikbud.go.id/SitePages/ModulOnline
/LihatModulOnline.aspx?ModulOnlineID=118, diunduh pada 21/11/2014, 06:28 WITA
Selain itu, interaksi antara tenaga dan objek dapat diamati dari rona yang
dihasilkan oleh foto udara. Tiap objek memiliki karakteristik berbeda dalam
memantulkan dan memancarkan tenaga ke sensor. Objek yang memiliki daya
74
pantul tinggi akan terlihat cerah pada citra. Sementara itu, objek yang
memiliki daya pantul rendah akan terlihat gelap.
4. Wahana
Wahana merupakan salah satu komponen penginderaan jauh yang digunakan
untuk membawa sensor untuk menangkap energi yang dipantulkan dari
permukaan bumi kemudian memancarkannya ke stasiun penerima data.
Gambar 4.4 menunjukkan beberapa jenis wahana dan ketinggian yang dapat
dijangkau. Jenis-jenis wahana tersebut antara lain: helikopter, pesawat udara,
balon
stratosfer,
roket,
dan
satelit
(LANDSAT,
IKONOS,
SPOT,
QUICKBIRD).
Gambar 4.4. Jenis-jenis wahana dalam penginderaan jauh.
Sumber: Lindgren, 1985
Semakin tinggi letak sebuah wahana, maka daerah yang terdeteksi atau yang
dapat diterima oleh sensor semakin luas. Gambar 4.5. memperlihatkan hirarki
jangkauan penginderaan jauh berdasarkan ketinggian dan jangkauan yang
dapat diraih.
Keterangan:
I. Satelit dengan orbit 20036.000 km;
II.
Pesawat yang terbang
tinggi, > 15 km;
III.
Pesawat yang terbang
sedang, 9-15 km;
IV.
Pesawat yang terbang
rendah, < 9 km
Gambar 4.5. Hirarki wahana dalam penginderaan jauh.
Sumber: National Academi of Sciences, 1977
75
Jangkauan satelit
Jangkauan pesawat tinggi dan sedang
Jangkauan pesawat rendah
Gambar 4.6. Jangkauan penginderaan jauh.
Sumber: diolah dari berbagai sumber, 2014
76
5. Sensor
Sensor terletak di dalam wahana dan berfungsi menerima informasi dalam
berbagai bentuk antara lain: sinar atau cahaya, gelombang bunyi, dan daya
elektromagnetik. Sensor tersebut digunakan untuk melacak, mendeteksi dan
merekam suatu objek dalam daerah jangkauan tertentu. Tiap sensor memiliki
kepekaan dan kemampuan yang berbeda terhadap bagian spectrum
elektromagnetik. Kemampuan sensor untuk merekam gambar paling kecil
disebut resolusi spasial. Resolusi bergantung kepada besar kecilnya objek.
Semakin kecil objek yang dapat direkam oleh sensor, semakin baik resolusi
spasial yang dihasilkan di foto citra.
Berdasarkan proses perekamannya, sensor dapat dibedakan atas sensor
fotografi dan sensor elektronik. Penjelasan kedua sensor tersebut adalah
sebagai berikut:
a. Sensor Fotografi
Proses perekaman penginderaan jauh ini menggunakan kamera atau
melalui proses kimiawi. Prose kerja sensor fotografi bergantung kepada
pantulan tenaga dari objek. Tenaga elektromagnetik yang diterima
kemudian direkam di sebuah detektor berupa film yang dilapisi unsur
kimia. Hasil dari sensor fotografik ini berupa foto udara jika proses
penginderaan jauh di lakukan dari udara, baik melalui pesawat udara atau
wahana lainnya di bumi. Namun, jika proses penginderaan jauh di lakukan
menggunakan satelit, hasilnya disebut foto satelit atau foto orbital.
Menurut Lillesand dan Kiefer (1990), terdapat beberapa keuntungan jika
menggunakan sensor fotografi.
Keuntungan tersebut antara lain:
menggunakan cahaya sederhana seperti proses pemotretan sederhana,
biaya tidak terlalu mahal dan resolusi spasial yang baik.
b. Sensor Elektronik
Sensor elektronik merupakan komponen yang bekerja secara elektrik
dengan proses komputer. Proses perekamamnya dilakukan dengan
memotret data visual dari layar atau dengan menggunakan film perekam
khusus. Hasil akhir dari proses elektronik adalah data visual dan data
digital/numerik yang disebut sebagai citra.
77
6. Pengguna Data
Pengguna data merupakan orang atau lembaga yang memanfaatkan hasil dari
proses penginderaan jauh. Data indera jauh akan bermanfaat jika digunakan.
Oleh karena itu, kerincian, keandalan dan kesesuaian data terhadap pengguna
sangat menentukan diterima atau tidaknya data oleh mereka.
Setelah mengetahui komponen-komponen dalam penginderaan jauh, dapat
dijabarkan tahapan-tahapan dalam mendapatkan foto inderaja. Secara garis besar,
proses tersebut dapat dilihat di dalam gambar 4.7. Sumber tenaga, baik matahari
maupun wahana pemancar tenaga menyalurkan radiasi ke objek di permukaan
bumi. Energi tersebut kemudian dipantulkan kembali menuju wahana dan sensor.
Seletah itu, wahana mentransmisikan data ke pangkalan penerima data. Keluaran
dari proses ini berupa data baik citra foto maupun citra non-foto. Data dari proses
pemotretan jarak jauh kemudian akan diintepretasi oleh tim analisis (gambar 4.7).
Gambar 4.7. Jangkauan penginderaan jauh.
Sumber: diolah dari berbagai sumber, 2014
4.3.
CONTOH SOAL
1. Jelaskan pengertian Penginderaan Jauh menurut Anda!
2. Sebutkan dan jelaskan jenis penginderaan jauh!
3. Sebutkan komponen-komponen dalam penginderaan jauh dan berikan
penjelasan!
4. Jelaskan proses penginderaan jauh secara garis besar!
78
4.4.
DAFTAR PUSTAKA
Estes J.E. 1974. Imaging with Photographic and Nonphotographic Sensor
System, In: Remote Sensing Techniques for Environmental Analysis.
California: Hamliton Publishing Company
Lillesand, Kiefer. 1988. Penginderaan Jauh dan Intepretasi Peta. Yogyakarta:
Gajah Mada University Press
Lindgren, D.T. 1998. Land Use Planning and Remote Sensing, Doldreht:
Martinus Nijhoff Publisher
Sutanto. 1998. Penginderaan Jauh. Yogyakarta: Gajah Mada University Press
79