Remote Sensing

Bayangkan kamu adalah seorang pengusaha yang sukses. Suatu ketika kamu hendak pergi ke luar kota untuk melakukan perjalanan bisnis. Bagi seorang pengusaha sukses, sedetik waktu begitu berarti. Hanya dalam hitungan jam, jutaan rupiah bisa didapatkan. Oleh karenanya, kamu hendak berangkat ke kota lain dengan pesawat pribadi supaya menghemat waktu. Tapi tiba-tiba kamu teringat akan kejadian baru-baru ini, tentang sering terjadinya kecelakaan pesawat di Indonesia.

Kamu harus berpikir ulang apakah akan menggunakan jalur udara maupun jalur darat. Keduanya sama-sama berisiko, meskipun jika dilihat dari sisi waktu, perjalanan udara lebih menguntungkan. Tetapi perlu diingat, nyawa kita jauh lebih bernilai dari segalanya. Tidak ada gunanya perjalanan yang cepat kalau pesawat yang kita tunggangi jatuh dari ketinggian. Apa yang selanjutnya kamu lakukan?
Seperti yang kamu ketahui, kecelakaan pesawat bisa disebabkan oleh keadaan cuaca yang buruk. Oleh karenanya, usaha pencegahan terjadinya kecelakaan pesawat sangat mungkin dilakukan. Selain dengan uji kelayakan pesawat terbang, mengetahui perkiraan cuaca adalah hal yang wajib dilakukan sebelum memutuskan untuk terbang.

Nah, pada bagian ini kita akan mengetahui ‘misteri’ di balik perkiraan cuaca. Apa sebenarnya yang membuat BMG (Badan Meteorologi dan Geofisika) mampu meramalkan keadaan cuaca suatu daerah dalam waktu tertentu? Dengan materi penginderaan jauh yang diberikan ini, semoga kamu bisa mengetahui jawabannya.

APAKAH PENGINDERAAN JAUH ITU?

Pernahkah kamu menyaksikan berita di televisi yang mengabarkan tentang kebakaran hutan di tanah air? Televisi yang menyiarkan berita tersebut berusaha untuk memberikan informasi kepada para pemirsanya sejelas mungkin. Oleh karena itu, seringkali dalam pemberitaannya ditampilkan juga sebuah peta seperti di bawah ini.

Coba kamu pikirkan bagaimana stasiun televisi itu bisa mengetahui lokasi hutan yang mengalami kebakaran secara pasti seperti itu. Mungkinkah para reporter disebarkan di seluruh penjuru hutan untuk mencari titik api tersebut? Mungkin saja. Tetapi hal ini mustahil dilakukan mengingat luasnya wilayah hutan tersebut, disamping banyak resiko yang bisa dihadapi.
Titik api ataupun lokasi kebakaran hutan tersebut bisa diketahui secara pasti karena adanya satelit di atas permukaan bumi yang merekam keadaan hutan tersebut. Berbekal informasi yang diperoleh dari satelit, maka berbagai upaya bisa dilakukan untuk menghentikan laju kebakaran hutan ataupun mencegah terjadinya kebakaran yang lebih besar. Inilah salah satu penerapan teknologi penginderaan jauh.
Dari penjelasan singkat di atas, coba kamu buat pengertian penginderaan jauh menurut pemahamanmu. Setelah itu, bandingkanlah dengan pengertian penginderaan jauh yang dikemukakan oleh para ahli.

- Menurut Lillesand dan Kiefer (1979), Penginderaan Jauh adalah ilmu dan seni untuk memperoleh informasi tentang obyek, daerah, atau gejala dengan jalan menganalisis data yang diperoleh dengan menggunakan alat tanpa kontak langsung terhadap obyek, daerah, atau gejala yang dikaji.

- Menurut Colwell (1984) 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.
- Menurut Curran, (1985) Penginderaan Jauh yaitu penggunaan sensor radiasi elektromagnetik untuk merekam gambar lingkungan bumi yang dapat diinterpretasikan sehingga menghasilkan informasi yang berguna. 

- Menurut Lindgren (1985) Penginderaan Jauh yaitu berbagai teknik yang dikembangkan untuk perolehan dan analisis informasi tentang bumi. Informasi ini.

Dari pengertian di atas, coba kamu pikirkan apakah seorang nenek sihir yang melihat mangsanya melalui bola kristal termasuk penginderaan jauh atau bukan?

Ada beberapa istilah dalam bahasa asing yang sering digunakan untuk penginderaan jauh. Tentu saja istilah itu disesuaikan dengan ‘lidah’ orang di negara yang bersangkutan berikut ini beberapa contohnya :

Di Indonesia penginderaan jauh pernah disebut juga dengan teledeteksi.

Penginderaan Jauh bisa dikatakan sebagai Ilmu karena memiliki berbagai karakteristik yang jelas. Karakteristik yang jelas itu antara lain terdapat pada lingkup studinya, konsepsi dasarya, metodologi, serta filosofinya. Bila Peninginderaan jauh digunakan digunakan oleh pakar lain untuk menopang penelitian atau pekerjaannya, maka penginderaan jauh merupakan teknik bagi mereka. Misalnya seorang pakar lingkungan hidup yang menggunakan bantuan citra satelit untuk mengetahui kerusakan hutan.

Sistem ialah serangkaian obyek atau komponen yang saling berkaitan dan bekerja sama secara terkoordinasi untuk melaksanakan tujuan tertentu. Sistem penginderaan jauh ialah serangkaian komponen yang digunakan untuk penginderaaan jauh. Rangkaian komponen itu berupa tenaga, obyek, sensor, data, dan pengguna data.

(1) Sumber Tenaga
Dalam penginderaan jauh harus ada sumber tenaga, baik sumber tenaga alamiah (sistem pasif) maupun sumber tenaga buatan (sistem aktif). Tenaga ini mengenai objek di permukaan bumi yang kemudian dipantulkan ke sensor.
Jumlah tenaga matahari yang mencapai bumi dipengaruhi oleh waktu (jam, musim), lokasi, dan kondisi cuaca. Jumlah tenaga yang diterima pada siang hari lebih banyak bila dibandingkan dengan jumlah pada pagi atau sore hari.
Kedudukan matahari terhadap tempat di bumi berubah sesuai dengan perubahan musim. Pada musim di saat matahari berada tegak lurus di atas suatu tempat, jumlah tenaga yang diterima lebih besar bila dibanding dengan pada musim lain di saat matahari kedudukannya condong terhadap tempat itu. Di samping itu, jumlah tenaga yang diterima juga dipengaruhi oleh letak tempat di permukaan bumi. Tempat-tempat di ekuator menerima tenaga lebih banyak bila dibandingkan terhadap tempat-tempat di lintang tinggi.
Kondisi cuaca juga berpengaruh terhadap jumlah sinar yang mencapai bumi. Semakin banyak penutupan oleh kabut, asap, dan awan, maka akan semkin sedikit tenaga yang dapat mencapai bumi.
(2) Atmosfer.
Sebelum mengenai obyek, energi yang dihasilkan sumber tenaga merambat melewati atmosfer. Atmosfer membatasi bagian sektrum elektromagnetik yang dapat digunakan dalam penginderaan jauh. Pengaruh atmosfer merupakan fungsi panjang gelombang dan bersifat selektif terhadap panjang gelombang.
(3) Interaksi antara Tenaga dan Obyek
Tiap obyek mempunyai karakteristik tertentu dalam memantulkan atau memancarkan tenaga ke sensor. Pengenalan obyek pada dasarnya dilakukan dengan menyidik (tracing) karakteristik spektral objek yang tergambar pada citra.
(4) Sensor
Tenaga yang datang dari objek di permukaan bumi diterima dan direkam oleh sensor. Tiap sensor mempunyai kepekaan tersendiri terhadap bagian spektrum elektromagnetik. Di samping itu juga kepekaan berbeda dalam mereka obyek terkecil yang masih dapat dikenali dan dibedakan terhadap obyek lain atau terhadap lingkungan sekitarnya. Kemampuan sensor untuk menyajikan gambaran obyek terkecil ini disebut resolusi spasial. Semakin kecil obyek yang dapat direkam oleh sensor menandakan semakin baik kualitas sensor tersebut.Berdasarkan proses perekamannya, sensor dibedakan menjadi sensor fotografik dan sensor elektronik. Sensor fotografik proses perekamannya berlangsung secara kimiawi. Tenaga elektromagnetik diterima dan direkam pada lapisan emulsi film yang bila diproses akan menghasilkan foto. Sedangkan sensor elektronik menggunakan tenaga elektrik dalam bentuk sinyal elektrik. Sinyal elektrik yang direkam pada pita magnetik ini kemudian dapat diproses menjadi data visual maupun menjadi data digital yang siap dikomputerkan.
Lillesand dan Kiefer (1979) mengemukakan beberapa kelebihan sistem fotografik dan sistem elektronik. Keuntungan sistem fotografik yakni: (1) caranya sederhana, (2) tidak mahal, (3) resolusi spasialnya baik, dan (4) integritas geometriknya baik. Sistem elektronik mempunyai kelebihan dalam hal penggunaan spektrum elektromagnetik yang lebih luas, kemampuan yang lebih besar dan lebih pasti dalam membedakan karakteristik spektral obyek, dan proses analisis yang lebih cepat karena digunakannya komputer.

Mata manusia juga merupakan sensor, yaitu sensor alamiah. Kepekaan mata kita terhadap tenaga elektromagnetik berkisar antara 0,4 µm hingga 0,7µm (sebatas pada spektrum tampak). Artinya, mata kita dapat melihat suatu benda dengan menggunakan spektrum tampak tersebut. Meskipun demikian, mata manusia bukanlah sensor pengideraan jauh karena ia tidak dapat merekam apa yang ia lihat. Hanya sebagian saja dari yang ia lihat dapat direkam di otak, akan tetapi tidak dapat dibaca oleh orang lain.

(5) Perolehan data
Perolehan data dapat dilakukan dengan cara manual yakni dengan interpretasi secara visual, dan dapat pula dilakukan dengan cara numerik atau cara digital yaitu dengan menggunakan komputer. Foto udara umumnya diinterpretasi secara manual, sedang data hasil penginderaan secara elektronik (gambar sebelah kanan) dapat diinterpretasi secara manual maupun secara numerik.

(6) Pengguna data
Keberhasilan aplikasi penginderaan jauh terletak pada dapat diterima atau tidaknya hasil penginderaan jauh itu oleh para pengguna data. Kerincian, keandalan, dan kesesuainnya terhadap kebutuhan pengguna sangat menentukan diterima atau tidak diterimanya data penginderaan jauh oleh para penggunanya.
Berdasarkan cara pengumpulan datanya, sistem penginderaan jauh dapat dibedakan atas tenaga dan wahana yang digunakan dalam penginderaaan. Berdasarkan tenaga yang digunakan, sistem tersebut dibedakan atas yang menggunakan tenaga pantulan dan yang menggunakan tenaga pancaran. Sedang berdasarkan wahananya maka sistem penginderaan jauh dibedakan atas sistem penginderaaan dari dirgantara (airborne system) dan dari antariksa (spaceborne system). (Sutanto, 1994:60). Berdasarkan analisis datanya maka penginderaan jauh dibedakan atas cara interpretasinya, yaitu interpretasi secara visual dan interpretasi secara numerik.

Menurut Hornby (Sutanto, 1994:6), citra merupakan gambaran yang terekam oleh kamera atau oleh sensor lainnya. Sedangkan Simonett mengutarakan dua pengertian tentang citra yaitu :
“The counterpart of an object produced by the reflection or refraction of light when focussed by a lens or a mirror.
Gambaran obyek yang dibuahkan oleh pantulan atau pembiasan sinar yang difokuskan oleh sebuah lensa atau sebuah cermin.
The recorded representation (cinnibkt as a ogiti unage) if object produced by optical, electro-optical, opical mechanical, or electrical means. It is generally used when the EMR menited or reflected from a scene is not directly recpded pm film.
Gambaran rekaman suatu obyek (biasanya berupa gambaran pada foto) yang dibuahkan dengan cara optik, elektro-optik, optik mekanik, atau elektronik. Pada umumnya ia digunakan bila radiasi elektromagnetik yang dipancarkan atau dipantulkan dari suatu obyek tidak langsung direkam pada film.”
(Sutanto, 1994:6)

Benda yang terekam pada citra dapat dikenali berdsarkan ciri yang terekam oleh sensor. tiga ciri yang terekam oleh sensor adalah ciri spasial, ciri temporal, dan ciri spektral.Ciri spasial, adalah ciri yang berkaitan dengan ruan, meliputi : bentuk, ukuran, bayangan, pola, tekstur, situs, dan asosiasi.Ciri Temporal, adalah ciri yang terkait dengan umur benda atau waktu saat perekaman.Ciri Spektral, adalah ciri yang dihasilkan oleh tenaga elektromagnetik dengan benda, yang dinyatakan dengan rona dan warna.

Citra dapat dibedakan atas citra foto (photographic image) atau foto udara dan citra nonfoto (non-photographic image). Perbedaan antara citra foto dan citra non foto dapat dijelaskan dengan tabel berikut :

Citra foto dapat dibedakan berdasarkan :
a. Sistem wahana :
- foto satelit : foto yang dibuat dari perspektif satelit
- foto udara : foto yang dibuat dari persepektif pesawat udara atau balon udara
b. Spektrum elektromagnetik yang digunakan :

- Ultraviolet
- ortokromatik
- pankromatik
- inframerah warna asli (true color) dan
- inframerah warna palsu (false color).
c. Kemiringan sumbu kamera terhadap permukaan bumi ;
- Foto vertikal atau Foto tegak (Orto photograph), yaitu citra foto yang dibuat dengan sumbu kamera tegak lurus terhadap objek di permukaan bumi

- Foto miring atau Foto condong (Oblique Photograph), yaitu citra foto yang dibuat dengna sumbu kamera membentuk sudut terhadap objek permukaan bumi.

d. Jenis kamera
- foto dengan kamera tunggal
- kamera jamak (menggunakan lebih dari satu kamera)
e. Warna yang digunakan

- Foto warna semu, misalnya vegetasi yang berwarna hijau nampak berwarna merah karena menggunakan sinar ultraviolet.- foto warna asli, misalnya vegetasi yang berwarna hijau akan terlihat hijau seperti objeknya.
Citra nonfoto dapat dibedakan:
a. Berdasarkan wahana yang digunakan 
- Citra dirgantara
- Citra satelit
b. Berdasarkan Spektrum elektromagnetik yang digunakan
- citra radar
- citra inframerah termal
- citra gelombang mikro
c. Berdasarkan sensor yang digunakan
- citra tunggal
- citra multispektral

Penginderaan jauh fotografik yaitu sistem penginderaan jauh yang di dalam merekam obyek menggunakan kamera sebagai sensor, menggunakan film sebagai detektor, serta memanfaatkan tenaga elektromagnetik. Perekaman obyek atau pemotrentann dapat dilakukan dari udara maupun dari antariksa. Hasil rekamannya setelah diproses menjadi foto udara atau foto satelit.
Penginderaan jauh fotografik pada umumnya menggunakan tenaga alamiah. Matahari merupakan sumber tenaga yang utama, sedangkan sinar bulan dan sinar buatan bisa digunakan pada waktu malam hari.
Obyek yang digambarkan pada foto udara terbatas pada obyek yang tampak, yaitu obyek di permukaan bumi yang tidak terlindung oleh obyek lainnya. Obyek di bawah permukaan tanah yang tertutup oleh vegetasi tidak dapat tergambar pada foto udara. Meskipun demikian, ada obyek tak tampak tetapi dapat ditafsirkan berdasarkan obyek yang tampak. Sebagai contoh, jenis batuan yang dapat ditafsirkan berdasarkan topografi, pola aliran, dan vegetasi penutupnya.

Penginderaan jauh sistem termal adalah penginderaan jauh yang memanfaatkan pancaran suhu suatu benda. Semua benda memancarkan panas yang disebabkan oleh gerak acak partikelnya. Gerak acak ini menyebabkan gesesarn antara partikel benda dan menimbulkan peningkatan suhu sehngga permukaan benda itu memancarkan panasnya. Tenaga elektromagnetik yang dipancarkan oleh benda disebut tenaga pancaran yang besarnya diukur dengan Watt.cm-2.

Meskipun semua benda di permukaan bumi memancarkan panas, jumlah panas yang dipancarkan tidak sama bagi tiap benda. Jumlah panas yang dipancarkan oleh tiap benda dipengaruhi oleh tiga faktor, yaitu : panjang gelombang yang digunakan untuk mengukur atau menginderanya, suhu permukaan benda, dan nilai pencarannya.
Suhu pancaran yang yang berasal dari obyek di permukaan bumi direkam oleh suatu sensor termal. Hasil rekaman tersebut bisa diproses menjadi citra maupun non citra. Yang dimaksud dengan citra disini ialah citra inframerah termal yang berupa gambaran dua dimensiobel atau gambaran piktorial. Sedangkan hasil non-citra berupa garis atau kurva spektral, satu angka, atau serangkaian angka yang mencerminkan suhu pancaran obyek yang terekam oleh sensor termal.
Dengan Sistem penginderaan jauh termal ini, maka perekaman data dapat dilakukan baik pada siang maupun malam hari. Tentusaja, perekaman harus dilakukan pada kondisi cuaca yang memungkinkan. Keunggulan lain dari sistem penginderaan jauh tenaga termal ini adalah menghasilkan citra yang mampu merekam ujud yang tak tampak oleh mata sehingga menjadi gambaran yang cukup jelas. Misalnya kebocoran pipa gas bawah tanah, kebakaran tambang batu bara bawah tanah, perbedaan suhu air, dan lain-lain.
Kelemahan citra inframerah termal terletak pada aspek geometrinya yang penyimpangannya lebih besar dari penyimpangan pada foto udara.

Avery dan Berlin (1985) mengemukakan tujuh contoh deteksi obyek berdasarkan beda suhunya, yaitu untuk mendeteksi (1) air dan tanah serta batuan, (2)vegetasi, (3) tamah lembah, (4) tanah diperkeras, (5) permukaan logam, (6) obyek bersuhu tinggi, dan (7) kesan hantu atau ‘ghost’

Wah, berarti acara ‘dunia lain’ memakai teknologi penginderaan jauh dong…?

Pada mulanya, penginderaan jauh yang dikembangkan oleh para ahli adalah penginderaan jauh fotografik yang menggunakan spektrum tampak. Sejalan dengan perkembangan ilmu dan teknologi, tenaga elektromagneetik yang dapat digunakan untuk penginderaan jauh meluas ke spektrum yang tidak tampak oleh mata, yaitu spektrum inframerah. Sistem penginderaan jauh menggunakan tenaga gelombang mikro ini baru dikembangkan sejak tahun 1950-an.
Penginderaan jauh dengan tenaga gelombang mikro merupakan sistem penginderaan jauh yang bisa beroperasi pada siang maupun malam hari pada segala cuaca. Ini berbeda dengan foto udara maupun citra inframerah termal yang keduanya tidak bisa dibuat pada daerah yang banyak tertutup oleh awan. Walaupun begitu, sistem penginderaan jauh ini memiliki kelemahan yaitu resolusi spasial yang rendah.
Sensor penginderaan jauh ini terdiri dari dua jenis, yaitu radiometer dan penyiam. Penginderaan jauh yang menggunakan tenaga elektromagnetik pada gelombang mikro dibedakan atas dua sistem, (1) sistem Pasif, dimana menggunakan gelombang mikro alamiah, (2) Sistem aktif, menggunakan gelombang mikro yang dibangkitkan pada sensor.