Penginderaan Jauh: Pengertian, Prinsip Kerja, Arah Orbit, Komponen, Alat, dan Manfaatnya

Table of Contents

Penginderaan Jauh

Pengertian Penginderaan Jauh

Penginderaan jauh (inderaja) adalah akuisisi data dari sebuah objek atau fenomena tanpa melakukan kontak fisik dengan objek tersebut. Penginderaan jauh juga bisa diartikan pengukuran dari sebuah objek atau fenomena oleh sebuah alat dari jarak jauh (misalnya dari pesawat, pesawat luar angkasa, satelit, kapal atau lainnya.

Secara umum, penginderaan jauh berkaitan dengan pengolahan citra dalam mengetahui atau mengamati suatu fenomena di muka bumi. Prinsip dasarnya adalah adanya rekaman interaksi antara gelombang elektronik dan objek di muka bumi yang tertangkap oleh sensor penangkap gelombang berupa satelit, pesawat, atau pesawat tanpa awak.

Penginderaan Jauh Menurut Para Ahli
1. American Society of Photogrammetry, pengindraan 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.
2. Avery, pengindraan jauh merupakan upaya untuk memperoleh, menunjukkan (mengidentifikasi), dan menganalisis objek dengan sensor pada posisi pengamatan daerah kajian.
3. Campbell, pengindraan jauh adalah ilmu untuk mendapatkan informasi mengenai permukaan bumi, seperti lahan dan air, dari citra yang diperoleh dari jarak jauh.
4. Colwell, pengindraan jauh adalah suatu pengukuran atau perolehan data pada objek di permukaan bumi dari satelit atau instrumen lain di atas atau jauh dari objek yang diindra.
5. Curran, pengindraan jauh adalah penggunaan sensor radiasi elektromagnetik untuk merekam gambar lingkungan bumi yang dapat diinterpretasikan sehingga menghasilkan informasi yang berguna.
6. Lillesand dan Kiefer, pengindraan jauh adalah ilmu dan seni untuk memperoleh informasi tentang objek, wilayah, atau gejala dengan cara menganalisis data yang diperoleh dengan menggunakan alat tanpa kontak langsung terhadap objek, wilayah, atau gejala yang dikaji.
7. Lindgren, pengindraan jauh adalah berbagai teknik yang dikembangkan untuk perolehan dan analisis informasi tentang bumi.
8. Welson dan Bufon, pengindraan jauh adalah sebagai suatu ilmu, seni, dan teknik untuk memperoleh objek, area, dan gejala dengan menggunakan alat dan tanpa kontak langsung dengan objek, area, dan gejala tersebut.

Prinsip Kerja Penginderaan Jauh

Cara kerja inderaja dimulai saat melakukan proses perekaman objek yang ada di permukaan bumi. Penginderaan ini dihubungkan oleh tenaga yang membawa data menuju sensor, seperti bunyi, daya magnet, gaya berat, dan elektromagnetik. Akan tetapi energi yang digunakan dalam proses ini biasanya adalah tenaga elektromagnetik, misalnya cahaya matahari sebagai tenaga elektromagnetik bersistem pasif.

Sinar matahari yang mengenai objek permukaan bumi kemudian diserap dan dipancarkan sehingga sensor akan menangkap gelombang elektormagketik yang berasal dari permukaan bumi. Sensor elektromagnetik tersebut dapat dipasang pada satelit atau pesawat drone. Setelah sensor menangkap gelombang elektromagnetik, selanjutnya akan diolah menjadi sinyal digital yang tersimpan di ruang penyimpanan data.

Arah Orbit Penginderaan Jauh

Satelit merupakan wahana yang sering digunakan untuk mendapatkan suatu citra. Satelit yang berisikan sensor inderaja ini memiliki arah orbit yang unik dan disesuaikan dengan kebutuhan data yang akan dikaji. Berdasarkan arah orbitnya, orbit satelit dibedakan menjadi dua jenis, yaitu orbit polar dan orbit stasioner.
1. Orbit polar mengorbit secara vertikal dan hampir mendekati bidang utara – selatan. Sudut inklinasi yang dibentuk dari arah orbit ini sekitar 8 – 9 derajat saja. Biasanya ketinggian satelit ini berkisar antara 600 – 1 000 km. Arah orbit ini biasanya diatur agar memotong ekuator pada waktu yang tetap, hal ini juga seringkali disebut dengan orbit sinkron matahari (sun synchronous orbit).
2. Jenis orbit yang lainnya adalah orbit geostasioner. Orbit ini biasa disebut juga orbit sinkron bumi (geo-synchronous orbit). Satelit dengan arah orbit ini biasanya berada pada ketinggian 36 000 km dan biasa digunakan untuk keperluan penginderaan jauh lingkungan, cuaca, dan komunikasi. Satelit dengan jenis orbit ini pun memiliki kecepatan yang sama dengan gerak rotasi bumi sehingga seolah-olah berada di suatu tempat dan tidak berubah posisi. Jenis satelit ini mampu menangkap gelombang di tempat yang sama dalam waktu yang berbeda-beda (resolusi temporal).

Komponen Penginderaan Jauh

Penginderaan yang jauh menggunakan alat khusus dan kinerjanya dipengaruhi oleh beberapa faktor. Faktor-faktor ini yang kemudian menjadi komponen dalam penginderaan jauh di antaranya,
1. Sumber Tenaga  
Komponen yang pertama dalam penginderaan jauh adalah sumber tenaga. Jadi, alat yang digunakan untuk memotret membutuhkan sumber tenaga untuk bisa menjalankan fungsinya. Sumber tenaga ini dari cahaya matahari, yang menghasilkan suhu.

Peningkatan suhu kemudian akan diserap oleh bagian tertentu dari alat untuk diubah menjadi energi. Sehingga alat untuk memotret perlu menampung lebih banyak cahaya matahari di waktu siang. Supaya bisa beroperasi atau berfungsi selama 24 jam, baik itu di siang hari maupun malam hari.

2. Atmosfer
Komponen yang kedua adalah atmosfer yang akan mempengaruhi kemampuan alat dalam melakukan penginderaan jauh untuk menjalankan fungsinya. Sebab kondisi atmosfer menentukan seberapa besar dan seberapa banyak sumber tenaga bisa diserap oleh alat tersebut.

Apabila cuaca sedang mendung dan berawan maka bisa memperkecil jumlah sumber tenaga yang terserap oleh alat. Demikian halnya jika ada gangguan lain pada atmosfer. Hal ini dapat terjadi karena atmosfer mengandung sejumlah molekul seperti oksigen (O2), karbondioksida (CO2), nitrogen, hidrogen, dan lain-lain.

Molekul-molekul ini bisa menyerap, memantulkan, dan melewatkan radiasi elektromagnetik. Sehingga sangat mempengaruhi kinerja dari alat untuk memotret dari udara.

3. Interaksi Antara Tenaga dan Objek
Komponen ketiga adalah interaksi antara tenaga dan objek. Jadi, setiap objek yang difoto menghasilkan foto yang berbeda-beda. Secara umum dipengaruhi oleh kondisi atau karakter dari objek itu sendiri. Objek yang memiliki daya pantul rendah pada sumber tenaga akan menghasilkan foto lebih gelap, begitu juga sebaliknya.

Jadi, pada saat alat digunakan untuk memotret gunung yang puncaknya tertutup oleh salju. Maka hasil fotonya cerah karena salju memiliki daya pantul yang tinggi. Sebaliknya, saat dipakai memotret gunung yang puncaknya tertutup lahar. Maka hasil fotonya lebih gelap, karena lahar ini punya daya pantul yang rendah.

4. Sensor dan Wahana
Selanjutnya adalah sensor, sensor ini berfungsi untuk mendeteksi adanya objek dan menentukan lokasinya sekaligus berperan dalam menentukan jarak alat dengan objek. Atau menentukan seberapa dekat foto bisa diambil dari alat menuju ke objek.

Sensor ini adalah alat khusus yang dipasang pada wahana, sehingga saat mendeteksi sebuah objek akan menunjukkan tanda. Adapun wahana ini adalah tempat alat foto dipasang, yakni bisa di pesawat, satelit, dan lain sebagainya.

5. Perolehan Data
Penginderaan jauh juga punya komponen bernama perolehan data. Sesuai namanya, komponen ini menunjukkan data yang didapatkan dari alat yang sudah menemukan objek dan terdeteksi oleh sensor yang terpasang pada alat. Data yang diperoleh merupakan hasil pantulan antara sumber tenaga dengan objek.

Bentuk atau jenis data yang diperoleh secara umum ada dua, pertama adalah data manual yang diperoleh melalui proses interpretasi citra. Data kedua adalah data numerik yang diperoleh melalui penggunaan perangkat lunak khusus yang tertanam di sebuah komputer.

6. Penggunaan Data
Komponen akhir dari penginderaan jauh adalah penggunaan data. Sesuai namanya komponen ini mengarah pada proses penggunaan data yang diperoleh dari penggunaan alat penginderaan. Yakni berupa foto, foto ini kemudian digunakan untuk berbagai keperluan.

Proses penggunaan inilah yang menjadi komponen akhir dari teknologi penginderaan. Proses akhir ini sangat penting karena menentukan ada tidaknya manfaat yang diperoleh dari data yang didapatkan. Jika tidak digunakan maka manfaatnya tidak ada, dan begitu juga jika sebaliknya.

Alat Penginderaan Jauh

Dalam melakukan penginderaan jarak jauh diperlukan kegiatan interpretasi citra, digunakan berbagai alat yang meliputi alat pengamat, alat pengukur objek pada citra, alat pemindahan data interpretasi Citra, serta alat Analisis digital. Proses interpretasi foto udara secara khusus meliputi pengamatan stereoskopik untuk menampilkan pandangan tiga dimensi dari suatu medan.

Alat pengamat pada citra meliputi alat pengamat nonstereoskopik (lensa pembesar, meja sinar, serta instrumen pengamat optik dan elektronik) dan Alat pengamat stereoskopik. Berikut alat-alat penginderaan jauh di antaranya,
1. Pasangan foto yang bertampalan atau stereogram
Pasangan foto yang bertampalan terdiri dari 2 foto yang berdekatan, yang bertampalan (minimal 50% daerah yang sama) pada garis terbang yang sama. Stereogram merupakan sepasang foto udara yang stereoskopis (pasangan foto yang sudah diorientasikan secara benar yang mencakup daerah yang sama).

2. Stereoskop
Stereoskop adalah alat untuk pengamatan tiga dimensional atas foto udara yang bertampalan. Inti dari stereoskop ini adalah terdiri dari lensa, atau kombinasi antara lensa, cermin, dan prisma. Dalam interpretasi citra, stereoskop menjadi alat utama untuk foto udara atau citra tertentu lainnya yang dapat menimbulkan perwujudan tiga dimensional.

Beberapa tipe stereoskop yang ada menggunakan lensa atau paduan lensa, cermin, dan prisma. Stereoskop lensa mudah dibawa, relatif kecil, dan murah. Kaki-kakinya dpt dilipat. Jarak lensa dapat disesuaikan antara 45 – 75 mm sesuai kemampuan akomodasi mata pengamat. Perbesaran yang dapat dilihat adalah 2 hingga 4 kali. Foto udara yang diamati harus berdekatan dan daerah yang dapat diamati amat terbatas.

3. Transparansi Film
Kertas atau transparansi film biasanya digunakan untuk menginterpretasi citra udara. Kedua media ini dapat diamati dengan stereoskop. Cetak kertas dapat dengan mudah ditulis dan dibawa ke lapangan, sedangkan transparansi film lebih mudah digunakan dan warna yang ditampilkan lebih mirip dengan warna aslinya. Interpreter biasanya menggunakan stereoskop lensa sederhana dan stereoskop cermin untuk menginterpretasi cetak kertas. Adapun stereoskop zoom dipergunakan untuk menginterpretasi transparansi film berwarna atau inframerah berwarna.

4. Meja sinar
Meja sinar dipergunakan sebagai media pembantu untuk mentransfer hasil interpretasi yang telah dilakukan dalam film transparansi. Meja sinar sangat diperlukan untuk mentransfer data hasil pengamatan karena sumber cahaya harus datang dari belakang transparansi film. Meja sinar secara khusus memiliki bola lampu dengan suhu warna ( color temperature ) sekitar 3.500° K.

5. Paralaks bar
Paralaks bar Adalah alat yang terdiri dari sebuah batang yang pada kedua ujungnya terpasang masing-masing lensa. Pada kedua lensa tersebut terdapat tanda berupa titik, silang atau lingkaran kecil yang disebut tanda apung ( floting mark ) tanda di lensa sebelah kiri disebut fixed mark, karena pada batang terdapat titik merah atau hitam, di mana orang yang akan menggunakannya harus menentukan konstanta batang paralaks dengan memilih salah satu titik tersebut.

6. Alat ukur
Alat ukur Pengukuran jarak dari sebuah citra udara dapat dilakukan dengan menggunakan salah satu dari beberapa jenis alat ukur yang ada. Alat ukur tersebut tentunya sangat dipengaruhi oleh harga, ketelitian, dan ketersediaannya. Bagi Anda yang memerlukan pengukuran dengan ketelitian rendah, Anda dapat menggunakan penggaris segitiga atau skala metrik.

Akan tetapi, apabila Anda memerlukan ketelitian yang tinggi dengan tetap menggunakan penggaris segitiga tersebut, hasil perhitungannya dikoreksi dengan menghitung nilai rata-rata dari beberapa pengukuran. Pengukuran yang Anda lakukan akan semakin teliti apabila dibantu dengan lensa pembesar. Penggaris sederhana dapat digunakan untuk mengukur luas ketampakan dengan bentuk objek yang teratur, seperti bentuk lahan pertanian.

7. Pengamat warna aditif (Color Additive Viewer)
Pengamat warna aditif menggunakan kode warna dan menumpangsusunkan tiga citra multispektral untuk menghasilkan paduan warna yang lebih mudah diinterpretasikan. Pengamat warna aditif dan Zoom Transferscope (ZTS) dapat digunakan secara terpadu sehingga interpretasi citra udara yang dilakukan pada layar pengamat warna aditif dapat langsung dipindahkan pada peta dasar yang berbeda skalanya.

ZTS secara optik dapat melakukan rotasi citra hingga 360° untuk mempergunakan orientasi antara foto dan peta. ZTS memiliki sistem lensa khusus (anamorphic )yang mampu memperbesar citra hingga 2x hanya pada satu arah.

8. Penganalisis Citra Elektronik (Electronic Image Analyzer)
Pada dasarnya, alat ini merupakan sistem TV aliran tertutup ( Closed Circuit TV/CCTV ). Citra tembus pandang ( biasanya citra hitam putih ) disinari pada meja sinar dan diamati dengan kamera TV yang memiliki resolusi tinggi. Sinyal video tersebut disalurkan ke dalam unit pengolahan dan kemudian ditampilkan dalam layar TV setelah sebelumnya diproses.

Manfaat Penginderaan Jauh

Inderaja dapat diinterpretasikan oleh siapapun, akan tetapi hanya beberapa sektor yang memanfaatkan data penginderaan jauh untuk kepentingan tertentu. Adanya sistem indraja sangat membantu mempercepat pengukuran secara valid tanpa turun ke lapangan. Beberapa manfaat penginderaan jarak jauh di berbagai bidang di antaranya,
1. Kehutanan
Sekitar 60% kawasan daratan Indonesia merupakan kawasan hutan. Pada sektor ini, teknologi inderaja sangat membantu dalam mengawasi luasan hutan di Indonesia. Contohnya adalah FWI (Forest Watch Indonesia), sebuah LSM / Lembaga Swadaya Masyarakat Kehutanan yang fokus mengontrol tutupan lahan hutan di Indonesia dengan memanfaatkan inderaja. Berikut ini adalah peran penginderaan jauh pada sektor kehutanan di antaranya,
a. Mengukur luasan tutupan lahan hutan
b. Mengukur laju deforestasi dan reforestasi
c. Mengukur potensi suatu kawasan hutan produksi
d. Mengukur besarnya stok karbon kawasan hutan
e. Menganalisis jenis tutupan lahan hutan

2. Geodesi
Di bidang geodesi, penginderaan jauh biasanya dipadukan dengan Sistem Informasi Geografis agar menghasilkan data dan informasi akurat. Teknologi inderaja di sektor ini dimanfaatkan untuk berbagai macam survei dan berperan di antaranya,
a. Analisa citra digital untuk berbagai kepentingan
b. Pembuatan data kontur wilayah permukaan bumi
c. Perencanaan pembangunan
d. Fotogrametri atau aerial surveying

3. Hidrologi
Upaya antisipasi bencana alam hidrometeorologis membutuhkan analisis spasial yang bisa didapatkan dari teknologi inderaja. Sistem ini dapat membantu pemodelan hidrologi dalam skala DAS.

4. Perencanaan Wilayah
Inderaja dalam sektor perencanaan wilayah digunakan untuk mengetahui informasi awal kawasan yang akan direncanakan. Contohnya adalah analisa tutupan lahan untuk menentukan jenis perencanaan yang tepat pada wilayah tertentu.

5. Meteorologi dan Klimatologi
Selain permukaan bumi, teknologi penginderaan jauh dapat digunakan untuk mengamati benda-benda lain di atmosfer. Kemampuan tersebut bermanfaat dalam bidang meteorologi dan klimatologi untuk kepentingan berikut di antaranya,
a. Prakiraan cuaca
b. Peringatan dini potensi dan bahaya bencana alam
c. Analisis iklim suatu kawasan
d. Analisis sebaran awan di suatu wilayah

6. Kelautan
Di sektor kelautan, inderaja dimanfaatkan untuk mengamati fisis air laut, arus laut, kadar garam, suhu permukaan, pasang surut air laut, gelombang laut, serta pemetaan perubahan pantai, abrasi, sedimentasi dan lainnya. 

Dari berbagai sumber

Download