SISTEM RADAR PADA PENGINDRAAN JAUH


  1. I.      SISTEM RADAR PADA PENGINDRAAN JAUH
  1. PENDAHULUAN

Dengan meningkatnya jumlah sumberdaya yang berharga dan informasi lingkungan yang sedang ditentukan (acquired) dengan system penginderaan jauh (remote sensing system).  Energi gelombang pendek (microwave energy) mempunyai hubungan yang tidak langsung dengan counterparts dalam porsi yang visible dari spektrum elektromagnetik, seperti yang akan dipelajari.

Sejarah Singkat Radar

Tahun Perkembangan Radar
1886 Hertz (Jerman) mendemonstrasikan pemantulan gelombang radio dari berbagai obyek
1904 Hulsmeyer (Jerman) membangun pertama kali rudimentary radar
1930 Taylor (Rusia) dan kemudian Watson-Watt (U.K) melakukan eksperimen dengan pulsa radio beam (pulsed radio beam) untuk mendeteksi obyek pada suatu jarak
1940-an Pengembangan dengan teratur (classified) Radar untuk pesawat dan kapal laut selama PD II
1960-an De-classification dari SLAR dan SAR di USA; civilian (orang sipil) menggunakannya untuk analisa terrain dan survei sumberdaya alam selama tahun 1960-an dan 1970-an
1970-an Pengembangan sistem multi-channel airborne SAR (ERIM, JPL) untuk riset
1978 Peluncuran SEASAT (USA) untuk pertama kali non-military spaceborne SAR
1979 SURSAT Study Canadian Program yang memasukkan sebagian besar  jumlah pengguna baik data airborne (SAR-580) dan satellite borne (SEASAT)
1983 COSMOS (USRR) satellite diluncurkan untuk aplikasi percobaan dalam oseanografi
1980-an Pengembangan Spaceborne SAR’S di USA, Kanada, Eropa dan Jepang untuk penggunaan operasional (aplikasi sumberdaya bumi = earth resource application)
1980-an Kampanye eksperimental SAR (US Shuttle Imaging Radar Eksperiment) pada tahun 1981 dan 1984
1980-an Kesuksesan komersial SAR untuk/dan terrain mapping oleh intera-worldwide
1991 Peluncuran ERS-1
1995 Peluncuran Radarsat milik Kanada
1996 Peluncuran ERS-2 dan IFSAR
2002 Peluncuran Cryosat
  1. PRINSIP DASAR RADAR (BASIC RADAR PRINCIPLES)

(1) Basic Radar Principles

Sorotan (beams) transmitter memancarkan pulsa (energi) dari durasi pendek (effectiveness pulse length determines the range resolution).  Pulsa yang dipancarkan (transmitted pulse) difokuskan ke dalam sebuah narrow beam oleh sebuah antenna yang mengiluminasi dan berinteraksi dengan permukaan yang memantulkan (reflecting surface) (the image swath).  Antena menerima porsi energi signal yang dipancarkan dengan retroflected oleh terrain/target.  Receiver mengukur beberapa property dari signal yang dipantulkan kembali kepada sensor radar (amplitudo, frekuensi, Doppler Shift).  Secara tipical signal yang kembali lebih lemah dari signal yang dipancarkan (transmitted signal).

Low noise amplifier dipakai untuk merangsang (boost) kekuatan signal (signal strength).  Unit recorder/processor mengkonversi dan mencatat (record) data mentah (raw data) yang berupa optical film atau signal film atau digital recording (dalam bentuk High Density Digital Tape (HDDT), Computer Compatible Tape (CCT), atau Exabyte tape).

(2) Radar

Kata Radar adalah singkatan dari frase Radio Detection And Ranging, yang menerangkan beberapa, tetapi tidak semua prinsip dan performance system radar dalam bentuk sesederhana ini.  Dalam beberapa tahun ini, Radar telah kehilangan arti aslinya dan menjadi merepresentasikan setiap sensor elektromagnetik aktif, yang beroperasi dalam porsi gelombang mikro dari spectrum gelombang elektromagnetik, yang menggunakan sumbernya sendiri untuk mengiluminasi sebuah region ruang angkasa dan lalu mengukur energi yang dipantulkan (reflective energy) yang digenerasi (generated) oleh target yang teriluminasi di daerah itu.

Radar merupakan sebuah system penginderaan jauh yang aktif (an active remote sensing system) yang menyediakan sumber iluminasinya sendiri.  Gelombang radio ditransmisi sebagai pulsa tenaga tinggi (high power pulses) dari energi microwave ke arah bumi.  Pulsa berinteraksi dengan atmosfir dan target.  Porsi dari energi yang dipancarkan kembali (transmitted enerny backscatter) diterima dari target diukur intensitas dan time delay diantara transmisi dan penerimaan kembali dari signal.

Detection dari intensitas backscatter portion dari energi yang dipantulkan dari target mengambil bagian.  Ranging kemudian adalah di accomplished dengan pengukuran time delay nya dari pulsa dari pulsa durasi pendek yang ditransmisi (short duration pulse transmitted) oleh radar, sebuah radar juga mampu mengukur range (atau posisi) dari target yang diiluminasi dan kecepatan radialnya.

Pengukuran kecepatan radial (radial velocity) dari sebuah target yang bergerak, yang direalisasikan dengan mengukur pergeseran frekuensi Doppler (Doppler frequency shift) yang diproduksi oleh target, yang merupakan perbedaan signal yang dipancarkan dan signal yang diterima.  Juga kekuatan dan bentuk pulsa membawa informasi tentang karakteristik (bentuk dan material properties) dari target yang direfleksikan.

(3) Transmisi Gelombang Mikro di Atmosfer

Panjanga gelombang radar (radar wavelength) menentukan (determines) pengembangan attenuasi dan/atau dispersi oleh atmosfir.  Pengaruh atmosferik yang serius terjadi pada panjang gelombang lebih pendek (l < 3 cm).  Pelemahan (attenuasi) adalah proporsional dengan panjang gelombang (wavelength), yaitu sebagaimana attenuasi meningkat maka wavelength menurun.

Pemantulan (reflection) dari air yang jatuh (water droplets) dipakai oleh radar cuaca (weather radar) guna mencari area presipitasi.  Radar cuaca melihat secara horizontal (look horizontally) pada awan dengan penggunaan resolusi yang coarse (coarse resolution) dan kisaran yang sangat panjang (very long ranges)

Presipitasi menyediakan echoe yang kuat pada 5 dan 10 cm ground berdasarkan weather radar.  Observasi bumi dan mapping radar meliput (look) ke bawah (down) pada bumi, melalui dengan relatif sejumlah kecil atmosfir; dan secara tipical mempunyai resolusi yang lebih baik (finer rsolution).  Reconnaissance radars selalu meliput keluar atmosfir, dan banyak hal sama gayanya dengan weather radars.

(4) Keuntungan dan Kerugian Radar

Ada banyak keuntungan penggunaan radar untuk remote sensing.  Sensor radar tersedia pada semua kapabilitas cuaca sebagaimana energi gelombang mikro menembus awan dan hujan, biarpun, hujan menjadi sebuah faktor pada radar wavelength < 3 cm.  Sensor radar merupakan system penginderaan jauh yang aktif (active remote sensing system), independen terhadap cahaya matahari, menyediakan sumber energi sendiri, dan juga mampu meneyediakan kemampuan pada siang/malam.  Ada penetrasi partial terhadap vegetasi dan tanah.  Data radar menawarkan informasi berbeda dari daerah visible dan infra merah dari spektrum elektromagnetik.  Sebagaimana dengan yang ada terdapat/ada kekurangan dengan (drawback) dengan data radar.   Radar imagery menampilkan “distorsi” yang melekat (inherent) pada geometry citra radar.  Juga satu yang harus dikoreksi untuk speckle (bintik, bercak, kurik) atau coherent fading (warna yang pudar, kehilangan saling berlengketan).  Radar sensitive terhadap topografi, permukaan yang kasar seperti tanah lapang (terrain) dan penutup tanah (ground cover), sifat-sifat dielektrik (dielectric properties) (moisture content), dan gerakan.  Semuanya ini bisa dihubungkan dengan cirri-ciri permukaan seperti landform dan morfologinya, landcover (penutup tanah), dan cirri-ciri hidrologis (hydrological features).

(5) Radar Bands (Pita Radar)

Kode huruf untuk berbagai pita (bands) yang aslinya dipilih dengan sewenang-wenang oleh militer untuk meyakinkan keamanan ketika tahap awal perkembangan teknologi radar.  Mereka terus meneruS didalam penggunaannya sebagai masalah konvini (kepercayaan).  Kebanyakan imaging radar dioperasi pada frekuensi antara 1.25 dan 35.2 GHz (24 cm – 0.8 cm).  Panjang gelombang sinyal radar menentukan luas (extent) yang mana gelombang mikro (microwave) dilemahkan (attenuated) dan/atau dibubarkan (disperse) oleh atmosfir.  Atmosferik yang serius (serious atmospheric) adalah typically confined dengan panjang gelombang yang lebih pendek, kurang dari 3 cm.  Bahkan pada wavelength ini didalam banyak kondisi operasi normal, maka atmosfir hanya slightly (sedikit) melemahkan sinyal.

Diagram di atas menyediakan sebuah skematik dari panjang relatif dari radars bands.  Tabel di bawah menggariskan band yang umum digunakan dalam pengideraan jauh.

Band Frequency/wavelength Aplikasi Sistem
X-band 8-12,5GHz/3,75-2,4 cm 1) mata-mata militer (military reconnaissance)

2) Survey lapangan luas komersil (Commercial terrain surveys)

3) Image mapping

1)   Canadian intermaps STAR-1 dan STAR-2

2)   Canadian CCRSCV-580

C-band 4-8 GHz/7,5 – 3,75 cm 1)    research on multi-frequency radar for mission payload studies

2)    Aplikasi riset untuk Canadian Radarsat satellite

3)    Image mapping

1)   European ERS-1/2

2)   Canadian Radarsat

3)   USA JPL-AirSAR

S-band 2-4 GHz/15 – 7,5 cm 1)    Commercial terrain survey

2)    Image mapping

1) USSR ALMAZ
L-band 1-2 GHz/30 – 15 cm 1) tested on US space shuttle mission and Radar satellite 1)    USA Seasat

2)    Japanese JERS-1

3)    USA JPL-Airsat

P-band 300 MHz – 16 Hz/100-30 cm 1) Image mapping 1) USA JPL-Airsat
  1. PENGOLAHAN SINYAL RADAR (RADAR SIGNAL PROCESSING)
    1. Pengolahan Radar (Radar Processing)

Data mentah radar (Raw data Radar) tidak dapat diview sebagai sebuah citra (image), tetapi merupakan dalam bentuk sebuah data ‘hologram’ yang dibutuhkan dalam bentuk sebuah citra (image).  Di dalam kisaran dimensi (range dimension) bahwa data mentah (raw data) secara typical dikerik (chirped) atau bubaran frekuensi (frequency dispersed) dan harus dikompres (compressed).  Dalam azimuth, history Doppler (Doppler history) harus mirip dikompres untuk menciptakan synthetic aperture.  Data mental radar secara tipical ‘complex’, yang berisi dua pengukuran dari energi yang kembali untuk setiap pixel.  Hal ini merepresentasikan phase dan amplitudo dari energi yang kembali di dalam sebuah sistem koordinat 2 dimensi seperti I dan O.  Pengolahan data mentah radar menjadi citra (imagery) secara komputasi sangat intensif.

  1. b. Pengolahan secara Digital Data Mentah (Digital Processing of Raw Data)

Menurut sejarah, prosesor optikal koheren (coherent optical processor) memakai kombinasi laser/lensa dengan pencatat film (film recorder) telah digunakan untuk memproses data radar yang dalam bentuk holographic.  Sejak akhir 1970-an, prosesor optik (optical processor) secara besar-besaran menghilang karena tersedianya prosesor digital (digital processors) yang cepat dan lebih murah.  Digital radar processors mampu mengkonversi slant-range ke ground range (slant-range to ground-range conversion), dan koreksi perolehan kisaran yang terikat (range dependent gain correction).  Sejumlah bebas (independent) terlihat dalam dimensi azimuth yang divariasikan dalam sebuah quantitative fashion.  Citra dicontoh ulang (image resampling) ke berbagai ukuran pixel dan menempatkan data dalam Geographical Information System (GIS).  Kalibrasi radiometric dan geometric data citra dibutuhkan.  Digital radar processing merupakan pengkonversian (conversion) dan penciutan (compression) dari Sejarah sinyal radar (radar signal histories) di dalam arah azimuth dan kisaran (azimuth and range direction) ke dalam sebuah format citra (an image format) yang dapat ditafsirkan oleh pengguna.  Langkah-langkah dalam pengolahan biasanya dilakukan kompresi range (range compression), kompresi azimuth (azimuth compression), pendeteksian sinyal (detection of sinyal), pengolahan lihatan ganda (multi-look processing), dan penyimpanan data (data storage) ke dalam Computer Compatible Tape (CCT) atau Exabyte, dsb.  Prosesor digital (digital processor) dapat berupa time domain atau frequency domain, beserta keuntungan untuk kedua tipe tersebut.  Prosesor time domain (Time domain processor) menggunakan convolutions atau matched filtering, dan frequency domain menggunakan transformasi Fourier dan simpler’s multiplication’s.  Produksi hasilnya (Output product) adalah sebuah citra yang rumit (a complex image) yang dapat dideteksi baik ke dalam real image atau dibawa keberikutnya ke dalam operasi yang lebih canggih (more sophisticated operations) seperti pengolahan interferometric.

  1. c. Digital Image Analysis

Setelah memproduksi sebuah citra real yang berguna (a usable real image) dari data yang kompleks (complex data), maka Digital Image Analisys (DIA) bisa dilakukan pada citra hasil (resulting imagery).  Analisa citra (image analysis) dari data inderaja (remotely sensed data) biasanya termasuk langkah-langkah berikut: Geometric correction and Registration (geocodedor georeferenced); Radiometeric calibration (return related to relative or absolute standards); Data enhancement (contrast stretches, radiometric enhancement), Filtering (speckle reduction, edge detection), Digital Mosaicing; Information Extraction (MLC, Texture, PCA, etc.), and Radar Mapping Technique.  DIA akan diterangkan mendetail dalam ban interpretasi radar.

  1. GEOMETRI PENCITRAAN RADAR

Pencitraan radar, baik dengan wahana pesawat terbang maupun satelit, selalu dilakukan kearah miring (side looking), dan hal ini akan berakibat timbulnya suatu resolusi spasial, yang terdiri dari komponen resolusi kearah melintang lintasan (range resolution ) dan resolusi searah lintasan (azimuth resolution).

Resolusi melintang lintasan adalah resolusi pada arah tegak lurus terhadap arah terbang wahana (lihat Gambar 3). Untuk dapat merekam secara terpisah dua obyek yang berdekatan pada arah tegak lurus arah terbang, semua sinyal yang dipantulkan oleh kedua obyek harus diterima antena secara terpisah. Sedangkan resolusi searah lintasan adalah resolusi searah lintasan wahana

  1. DASAR-DASAR RADAR APERTEUR SINTESA

Teknik Radar paling canggih saat ini yang digunakan dalam penginderaan jauh adalah Radar Apertur Sintesa (Synthetic Aperture Radar/SAR). Dalam sistim ini, digunakan antena yang relatif kecil dan mampu menggantikan antena yang panjang. Perbedaan dengan sistim radar konvensional, gelombang tidak dideteksi secara bersamasama (serentak) dalam seluruh bagian antena sintetis.Sebagai pengganti, selama antena kecil bergerak sepanjang lintasan, sinyal yang diterima pada setiap posisi direkam, kemudian dikombinasikan dengan sistim pengolahan data.

Kualitas hasil disetiap titik sangat tergantung dari intensitas energi balik yang dipantulkan oleh setiap obyek di lapangan.Oleh karena itu intensitas sinyal balik ini sangat tergantung pada sifat fisis dan bentuk permukaan yang diindera. (bentuk topografi,kekasaran,liputan vegetasi ), juga sifat elektrisnya (konduktifitas).

  1. RADAR APERTEUR SINTESA INFOMETRI

Radar Apertur Sintesa Interferometri merupakan suatu teknik Radar Apertur Sintesa dengan menggunakan dua antena. Kedua antena merekam data amplitudo dan fasa dari radiasi pantulan. Kedua antena dapat dipasang pada satu wahana, dalam posisi melintang ataupun dalam posisi memanjang wahana. Kedua teknik tersebut sering disebut dengan lintasan tunggal (single pass), karena kedua antena terletak di wahana yang sama. Teknik lain yang terus berkembang dan sangat menjanjikan dimasa mendatang adalah penggunaan satu antena, akan tetapi melintas di lokasi yang sam a pada saat yang tidak sama (repeat pass).

  1. RADAR APERTEUR SINTESA INFOMETRI – MELINTANG LINTASAN

Pada teknik ini kedua antena dipasang melintang terhadap arah lintasan wahana, seperti terlihat pada Gambar 6. Salah satu antena bekerja dengan mengirim dan menerima sinyal, sedang antena lainnya hanya menerima sinyal pantul. Teknik ini sampai sekarang hanya diterapkan di wahana pesawat terbang.

  1. RADAR APERTEUR SINTESA INFOMETRI – MEMANJANG LINTASAN

Teknik ini juga menggunakan lintasan tunggal ( single pass ) akan tetapi kedua antena dipasang pada posisi memanjang wahana, searah terhadap lintasan wahana. Teknik ini juga hanya diterapkan di wahana pesawat terbang.

  1. RADAR APERTEUR SINTESA INFOMETRI – PENGULANGAN LINTASAN

Pada teknik ini, hanya digunakan satu antena dimana pada saat melintas pada satu

lokasi, dihasilkan satu citra dan pada saat kesempatan lain dihasilkan citra untuk daerah yang sama dari posisi wahana yang sedikit berbeda. Garis hubung yang menghubungkan kedua posisi antena disebut basis ( baseline ). Pada teknik ini dilakukan dengan menggunakan wahana satelit. Teknik ini disebut pengulangan lintasan ( repeat pass ) karena wahana melintas pada posisi yang hampir sama pada

dua saat yang berbeda. Hubungan antara beda fasa ∆φ, panjang gelombang λ, basis B dan beda jarak antara antena dan objek ρ2 – ρ1.

Dari beda fasa yang terjadi,baik pada sistim radar interferometri melintang lintasan, memanjang lintasan maupun pengulangan lintasan, kemudian diolah melalui proses phase-Unwrapping, yaitu pengolahan fasa untuk menyelesaikan ambiguitas 2π .Hasil phase-unwrapping, dihitung / dikonversi harga fasa di setiap piksel menjadi ketinggian, sehingga dengan demikian bisa diturunkan Model Ketinggian Digital untuk area yang dicakup.

  1. II.      Penginderaan jauh Sistem satelit
    1. 1. 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.
  1. 2. 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

  1. 3. 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).

  1. 4. CARA KERJA

Satelit merupakan suatu benda yang beredar mengelilingi suatu objek yang lebih besar, contohnya bumi yang merupakan satelit dari matahari, ataupun bulan yang selalu mengitari bumi. Bumi atau bulan merupakan satelit alami sedangkan wahana ruang angkasa yang diluncurkan manusia ke angkasa luar merupakan satelit buatan.

Kamera yang dipasang pada satelit berfungsi sebagai indera penglihatan yang melakukan perekaman terhadap permukaan bumi pada saat satelit tersebut beredar mengitari bumi menurut garis orbit atau edarnya. Sensor yang ada pada kamera akan mendeteksi informasi permukaan bumi melalui energi radiasi matahari yang dipantulkan oleh permukaan keatas, data energi pantulan radiasi ini diolah menjadi gejala listrik dan data dikirim ke stasiun pengolahan satelit yang ada di bumi.

Terdapat 7 komponen dalam penginderaan jauh yaitu: (1) Sumber cahaya matahari, (2) gelombang elektromagnetik yang sampai ke permukaan bumi (Ei= Incoming electromagnetic), (3) objek yang ada dipermukaan bumi, (4) gelombang electromagnetic yang dipantulkan (ER = Reflect electromagnetic) atau dikembalikan oleh permukaan bumi, (5) sensor yang ada di kamera yang terpasang pada satelit di ruang angkasa, (6) stasiun penerima dan pengolah data satelit dan (7) pengguna data citra satelit. Ketujuh komponen penginderaan jauh ini dapat dilihat pada Gambar 1.

Suatu Ei yang sampai di permukaan bumi terdiri dari sinar tampak (visible light), sinar infra merah dekat (Near Infra Red / NIR) dan infra merah gelombang pendek (Short Wave Infra Red / SWIR). Komponen Ei yang sampai dipermukaan bumi akan terbagi atas ER (Reflect Electromagnetic), EA adalah gelombang elektromagnetik yang diserap (Absorp Electromagnetic), Ee gelombang elektromagnetik yang teremisi (Emission Electromagnetic) dan ET (Transmittant Electromagnetic) yaitu diteruskan. Skema peredaran dan interaksi gelombang elektromagnetik ini dapat dilihat pada Gambar 2.

Besarnya nilai persentase pantulan objek akan mencerminkan warna dari suatu objek. Untuk vegetasi akan terlihat pada spektrum cahaya tampak antara 0.4 – 0.7 μm, dengan nilai 0.4 – 0.5 μm untuk daun yang sehat yaitu pada kisaran warna biru dan hijau (sebagian besar gelombang elektromagnetik diserap oleh khlorofil) dan jika warna daun yang merah akan terlihat pada 0,65 μm. Persentase pantulan dari daerah yang tertutup vegetasi berkisar antara 5 – 50% tergantung kerapatan dan jenis vegetasi yang menutupi daerah tersebut Untuk tanah kering yang terbuka akan terlihat coklat abu-abu dengan pantulan berkisar antara 5 – 45%. Sedangkan air yang jernih spektrum cahayanya akan terdapat pada panjang gelombang 0.4 – 0.78 μm dengan pantulan yang rendah kurang dari 5%. Skema dari spektrum elektromagnetik dapat dilihat pada Gambar .3.

Resolusi spasial dari citra satelit dapat dibagi 3 yaitu makro, sedang dan mikro dengan interpretasi deskripsi citra secara umum, agak rinci dan rinci. Resolusi spasial dikatakan makro jika pada suatu kawasan disebut mempunyai penutup lahan bervegatasi. Jika kawasan itu disebutkan mempunyai penutup lahan terdiri dari perkebunan, hutan atau sawah maka resolusi citra nya disebut sedang dan jika disebutkan suatu daerah mempunyai vegetasi hutan pinus, hutan jati, hutan bakau atau perkebunan kelapa sawit, maka resolusi spasialnya adalah mikro.

Sistem sensor penginderaan jauh yang bekerja pada daerah sinar tampak (fotografi) disebut sebagai sensor optis. Adapun sensor yang bekerja pada daerah sinar inframerah disebut sebagai sensor thermal sedangkan yang bekerja pada gelombang mikro dikenal sebagai sensor radar. Masing-masing sensor mempunyai kelebihan dan kelemahan masing-masing. Sensor optis dan thermal mudah digunakan dan diinterpretasikan tetapi hanya bekerja optimal pada keadaan ruang angkasa yang cerah tanpa ditutupi oleh awan, kabut atau hujan. Sensor optis dan thermal tidak mampu menembus hambatan ini. Untuk itu digunakan sensor radar.

KESIMPULAN

Dari tulisan diatas terlihat bahwa dengan sistim radar, kita bisa mendapatkan informasi tematis, melalui interpretasi citra maupun informasi ketinggian melalui pengolahan fasa. Sehingga dengan demikian bisa didapat peta yang menyajikan ketinggian dan liputan lahannya. Tentu saja apa yang dihasilkan masih sangat terbatas dan sampai saat ini masih terus diteliti kapasitas sistim radar ini, baik untuk misi pemetaan,militer, kelautan dan sebagainya, terutama dari segi ketelitian yang dapat dicapai. Kendala lain adalah liputan lahan, bentuk topografi, atmosfir , sistim antena, dll, yang banyak berpengaruh pada hasil akhir sistim penginderaan jauh aktif ini. Dan sangat menarik untuk diteliti .

Penginderaan jauh atau remote sensing adalah metoda untuk mengamati keadaan suatu objek atau kumpulan objek yang terdapat permukaan bumi dari jarak jauh tanpa mendatangi langsung objek atau kumpulan objek tersebut. Untuk itu digunakan kamera yang terpasang pada wahana ruang angkasa yang diluncurkan ke angkasa luar dan sering disebut sebagai satelit. Satelit merupakan suatu benda yang beredar mengelilingi suatu objek yang lebih besar, contohnya bumi yang merupakan satelit dari matahari, ataupun bulan yang selalu mengitari bumi. Bumi atau bulan merupakan satelit alami sedangkan wahana ruang angkasa yang diluncurkan manusia ke angkasa luar merupakan satelit buatan dan merupakan topik perkuliahan kita.

DAFTAR PUSTAKA

BPP Technology (1993). ERS-1,LANDSAT,SPOT: Applications, a complementary

approach, Collection of course materials.

Hanssen (1998) , Atmospheric heterogeneities in ERS tandem SAR Interferometry, DEOS

Report no 98.1.

Ismullah Ishak H. (1997). Phase unwrapping in Synthetic Aperture Radar Interferometry

as a cost flow minimization problem, DEOS – Delft,

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.

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

KATA KUNCI

Istilah Keterangan
Penginderaan Jauh Pengumpulan dan pencatatan informasi tanpa kontak langsung pada julat elektromagnetik ultraviolet, tampak, inframerah dan mikro dengan mempergunakan peralatan seperti penyiam (scanner) dan kamera yang ditempatkan pada wahana bergerak seperti pesawat udara atau pesawat angkasa
Satelit (Oxford, Miriam Webster, Britannica) yang selalu mengikuti (minion, sycophant) benda angkasa

(alam/buatan) yang mengitari benda angkasa lain yang berukuran lebih besar benda buatan / kendaraan yang dirancang mengitari bumi, bulan atau benda angkasa lain seseorang yang selalu mengikuti, bergantung atau mengekor (khususnya dalam politik kenegaraan)

suatu masyarakat perkotaan mandiri yang terpisah dari kota induk.

Orbit (Oxford, Miriam Webster, Britannica) Bidang eliptik yang ditempuh benda angkasa secara reguler

Jalur (trajectory) yang ditempuh satelit ketika mengitari bumi

Medan/lingkungan kegiatan atau pengaruh

Orbit geostasioner (sinkron bumi) Orbit suatu benda angkasa yang sedemikian hingga posisi benda tersebut terhadap satu titik di permukaan bumi tetap. Orbit ini mengharuskan kecepatan angular satelit sama dengan kecepatan angular bumi.
Orbit sinkron matahari (sunsynchronous) Orbit suatu banda angkasa yang sedemikian hingga kemunculan satelit di atas suatu lokasi terjadi pada waktu matahari yang sama
Nadir Titik yang berada tepat tegak lurus satelit di permukaan bumi
Zenit Titik yang berada tepat tegak lurus satelit
Perangkat pengindera Perangkat yang dipergunakan untuk mengindera permukaan

bumi dengan metode tertentu pada spectrum dan resolusi

tertentu.

Citra Gambaran kenampakan permukaan bumi hasil penginderaan pada spectrum elektromagnetik tertentu yang ditayangkan pada layar atau disimpan pada media rekam/cetak.
Citra satelit Citra hasil penginderaan suatu jenis satelit tertentu
Foto Penginderaan suatu objek melalui lensa kamera dan merekam datanya pada suatu lapisan selulosa peka cahaya
Foto digital Foto yang tidak mempergunakan lapisan selulosa untuk merekam data tetapi mempergunakan lapisan peka cahaya yang dihubungkan dengan media rekam digital
Foto udara Foto yang diambil dari wahana pesawat layang atau pesawat terbang
Foto satelit Foto yang diambil dari wahana ruang angkasa
RADAR Radio Detection and Ranging. Pertama kali dipergunakan untuk keperluan pendeteksian pesawat terbang, baru kemudian dikembangkan untuk penginderaan jauh.
SLAR Sideways Looking Airborne Radar. Radar yang diusung oleh pesawat terbang dengan antena dipasang menghadap ke samping. Peningkatan kualitas resolusi dilakukan dengan memperpanjang antenna. Sistem ini dinamakan juga Real Aperture Radar
SAR Synthetic Aperture Radar. Sistem yang berupaya meningkatkan resolusi citra RADAR dengan memasang antenna jamak. Pada aplikasi penginderaan jauh, fungsi antena jamak digantikan dengan pergerakan wahana.
IFSAR Interferometric Synthetic Aperture Radar. Sistem yang berupaya meningkatan resolusi citra RADAR (SAR) dengan dengan metode interferometri.
Polarimetri Upaya peningkatan kemampuan pengenalan karakteristik objek dengan mengubah polarisasi arah pancaran dan penerimaan sinyal Radar.
LASER Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation. Upaya yang dilakukan untuk meningkatkan intensitas pancaran cahaya pada spectrum tertentu sehingga mampu mencapai jarak yang jauh dan terarah dengan tepat dengan suatu perangkat.
LIDAR Light Detection and Ranging. Sistem ini berbasis pengukuran jarak dengan perangkat LASER. Biasanya dimanfaatkan untuk pemetaan kontur topografis dan batimetris (laut dangkal)
Resolusi Ukuran ketelitian data citra satelit Kemampuan menampilkan sejumlah pixel pada layer tayangan
Resolusi spectral Julat (range) spectrum elektromagnetik yang dipergunakan oleh perangkat pengindera.
Resolusi spasial Ukuran objek terkecil yang dapat dibedakan dengan objek lain. Pada citra raster berarti ukuran 1 (satu) pixel data di lapangan. Pada citra optik (fotografik) dapat diartikan ukuran 1 (satu) detik busur medan pandang di lapangan
Resolusi temporal Ukuran perulangan pengambilan data oleh satelit tersebut pada lokasi yang sama di permukaan bumi
Resolusi radiometrik Julat (range) representasi/kuantisasi data, biasanya dipergunakan untuk format raster. Julat tersebut dapat berupa 2
Dot pitch Ukuran titik terkecil pada hasil cetakan, biasanya dinyatakan dalam dot per inch (dpi)
Pandangan sinoptik Kemampuan melihat atau mengukur suatu wilayah dalam waktu dan kondisi yang sama
Band Disebut juga channel atau saluran. Suatu julat spectrum elektromagnetik yang dirancang untuk kepentingan misi tertentu pada sebuah pengindera.
Layer Suatu liputan geografis yang berisikan jenis informasi tertentu. Bermacam jenis informasi pada liputan geografis yang sama disebut multi layer. Untuk konteks citra penginderaan jauh digital, layer dan band mengandung pengertian yang sama.
Multispektral Perangkat pengindera yang terdiri atas kurang dari 10 (sepuluh) spectrum elektromagnetik yang berbeda
Hiperspektral Perangkat pengindera yang terdiri atas lebih dari 10 (sepuluh) spectrum elektromagnetik yang berbeda
Stasiun Bumi Stasiun yang berfungsi mengendalikan operasi satelit, mengendalikan komunikasi satelit serta menerima/mengirimkan data hasil penginderaan satelit. Sebuah stasiun bumi sekurang-kurangnya terdiri dari system antenna (beserta pengarahnya) dan komputer pengendali.
Wahana Benda buatan manusia yang berpijak pada perangkat (menara, kran, pohon, tangga, bukit dll.), yang melayang, yang terbang di atas permukaan bumi (wahana dirgantara) atau mengorbit bumi (wahana angkasa) yang dipergunakan sebagai landasan perangkat pengindera.
Landsat Seri satelit sumberdaya alam milik NASA (Amerika Serikat). Sebelumnya bernama Earth Resources Technology Satellite (ERTS).
RBV Return Beam Vidicon.
MSS Multi Spectral Scanner.
TM Thematic Mapper.
ETM+ Enhanced Thematic Mapper Plus. Pengindera ETM+ pada dasarnya masih sama dengan pengindera TM. Perbedaannya adalah ETM 6 ditingkatkan resolusinya menjadi 60m dan penambahan satu band pankromatik (0.52 ? 0.90) dengan resolusi 15m
SPOT Satellite Pour l?Observation de la Terre (sebelum diluncurkan huruf P berarti Probatoire, setelah diluncurkan menjadi Pour). Seri satelit milik CNES, Perancis.
HRV Haute Resolution Visible. Pengindera HRV terdiri dari dua kelompok, yaitu P (panchromatic) dan XS (multi spetral).
HRG Haute Resolution Geographique
About these ads

One comment on “SISTEM RADAR PADA PENGINDRAAN JAUH

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s