Selasa, 11 Januari 2011

PENERAPAN CITRA SATELIT SUMBERDAYA ALAM


Penginderaan jauh sistem satelit menggunakan tenaga elektromagnetik pada spektrum tampak, spektrum inframerah termal, dan spectrum gelombang mikro. Oleh karena itu maka perbincangan tentang penginderaan jauh sistem satelit pada bab ini,  merupakan perbincangan umum dengan menekankan pada satelit Landsat sehubungan dengan meluasnya penggunaan datanya. Perbincangan yang relatif lebih banyak dari yang lain juga dilakukan atas citra SPOT yang agaknya berpotensi besar bagi penginderaan sumberdaya alam.
                  Jumlah satelit yang telah  diluncurkan selama tiga setengah tahun berjumlah sekitar 490 buah. Negara yang paling banyak meluncurkan satelit adalah Rusia (361) dan Amerika Serikat (81). Dua Negara lain yang relatif banyak meluncurkan satelit ialah Jepang  sebanyak 7 buah  dan Perancis sebanyak 6 buah. Dari jumlah 26 satelit yang rusak pada tahun 1983, 21 buah berupa satelit Rusia (Cracknell, 1986). Pada pembahasan sebelumnya dikemukakan bahwa citra satelit sumberdaya alam dibedakan berdasarkan kegunaannya yaitu : Satelit sumberdaya bumi, satelit sumberdaya laut, satelit cuaca, dan satelit penginderaan benda antariksa. Karena satelit penginderaan benda antariksa juga direkam bumi, maka perbincangan satelit peginderaan benda antariksa dikelompokkan ke dalam satelit sumberdaya bumi. Satelit sumberdaya laut juga dikelompokkan ke dalam satelit sumberdaya bumi sedangkan satelit cuaca tetap berdiri sendiri. Satelit militer dan satelit Rusia dimasukkan ke dalam satu kategori karena dua satelit ini tidak banyak diketahui datanya.
             Sistematika penggolongan satelit dalam uraian ini mengikuti pedoman Curran (1985). Berdarkan hal itu maka di bawah ini maka akan dikemukakan empat jenis satelit yaitu : (1) satelit sumberdaya bumi, (2) satelit cuaca, (3) satelit militer, (4) satelit Rusia.

9. 1. Satelit Sumberdaya Bumi
           
Satelit sumberdaya bumi dapat dibedakan atas dua kelompok yaitu : (1) satelit berawak, (2) satelit tak berawak. Satelit berawak membawa sensor fotografik yang keluarannya berupa foto satelit sedang satelit tak berawak membawa sensor non foto grafik yang keluarannya berupa citra satelit maupun data digital (Curran 1985). Satelit berawak pada umumnya mengorbit dengan ketinggian lebih rendah dari ketinggian orbit satelit tak berawak. Umur orbitnya juga lebih pendek dari umur orbit satelit tak berawak  

9. 1. 1. Satelit Berawak
             Satelit berawak dapat dibedakan atas dua jenis, yaitu : (1) satelit untuk perlombaan antariksa dan (2) stasiun eksperimen antariksa.

a. Satelit Berawak untuk perlombaan antariksa
               Sebelum diluncurkannya satelit berawak, perkembangannya dimulai dari peluncuran roket dengan baling - baling yang membawa kamera otomatis, yaitu yang diluncurkan pada tahun 1891. Roket ini merupakam karya Ludwig Rahmann di Jerman. Seorang ilmuwan Jerman lainnya Alfret Maul pada tahun 1907 menambahkan girostabilisasi pada sistim kamera roket tersebut. Pada tahun 1912, ia berhasil meluncurkan roket dengan berat beban sebesar 41 kg yang dilengkapi dengan kamera berukuran 200 mm x 250 mm. Peluncurannya mencapai ketinggian 790 meter. Perkembangannya menjadi penginderaan jauh dari antariksa dimulai dengan peluncuran roket V2 yang dilengkapi dengan kamera berukuran kecil, yaitu yang dikembangkan pada tahun 1946 – 1950 yang dilakukan di New Mexico, Amerika Serikat.Perkembangan selanjutnya berupa pemotretan dari roket, peluru kendali, satelit, hingga pesawat antariksa ulang – alik  (Lillsand dan Kiefer, 1979).
              Peluncuran pertama satelit berawak terjadi pada tanggal 4 - 10 - 1957, yaitu satelit Sputnik I milik Rusia yang mengorbit pada ketinggian 900 meter dari permukaan bumi. Keberhasilan ini betul – betul megejutkan dunia (Eyre, 1978). Keberhasilannya disusul dengan peluncuran satelit Explorer I oleh Amerika Serikat beberapa bulan kemudian, yaitu pada januari 1958 (James, 1972). Selanjutnya terjadi perlombaan ketat anatara antara dua negara adikuasa di dalam peluncuran satelit antariksa.
            Pemotretan pertama bumi dari antariksa dilakukan oleh seri satelit TIROS ( Television and infrared Observation Satellite) pada tahun 1960 (Simontt, 1983 ; Lillisand dan Kiefer, 1979). Pemotretannya kemudian dilanjutkan oleh tiga seri satelit yaitu satelit Mercury, Gemini, dan Apollo. Ketiga satelit ini dimaksudkan untuk memenuhi deklarasi Presiden Kennedy yang menyatakan bahwa pada akhir dasawarsa 1960-an antariksawan Amerika Serikat harus sudah menginjakkan kakinya di bulan (Curran, 1985). Deklarasi ini memang terbukti kebenarannya karena satelit surveyor - I  berhasil mendarat di bulan juni 1966, meskipun satelit Luna - 9 buatan Rusia telah mendarat dibulan empat bulan sebelumnya (Light, 1980).
              Satelit perlombaan antariksa yang diluncurkan Amerika Serikat sejak dasawarsa 1960-an ialah seri satelit Mercury, Gemini, Apollo, dan Ranger untuk memotret permukaan bulan, satelit surveyor untuk pendaratan di bulan, seri satelit Mariner untuk penginderaan planit Mars, Venus, dan Mercury, satelit pioner untuk penginderaan planit Jupiter, dan seri satelit Vayoger untuk penginderaan planit Jupiter dan Saturnus. Satelit sejenis yang diorbitkan Rusia antara lain satelit Luna dan Zond untuk memotret bulan, seri satelit Mars untuk penginderaan planit Mars, dan seri satelit Venera untuk penginderaan planit Venus ( Light, 1980).
          
b. Satelit Berawak Untuk Stasiun Eksperimen Antariksa
   
            Satelit jenis ini dimaksudkan sebagai stasiun percobaan bagi para ilmuwan untuk mengamati sasaran yang tidak teramati dari permukaan bumi. Misalnya untuk mengamati planit lain atau untuk meneliti efek tanpa bobot. Di samping itu, wahana ini juga dapat dimanfaatkan untuk penginderaan jauh. Ada dua satelit yang termasuk jenis ini yaitu : (1) Skylab, dan (2) Pesawat Antariksa Ulang - alik

Pesawat Antariksa Ulang- alik

              Pesawat Antarika Ulang – alik merupakan sebuah seri pesawat antariksa NASA yang terdiri dari empat pesawat ulang- alik. Penerbangan pertamanya dimulai pada tahun 1981 dan agaknya akan berlanjut hingga dasawarsa 1990-an . Pesawat ulang- alik terdiri dari tiga komponen, yaitu : (1) dua roket pendorong, (2) tangki bahan bakar cair, dan (3) wahana pengorbit sebesar pesawat Jumbo Jet. Wahana pengorbit mengangkut tiga antariksawan Amerika Serikat dan sejumlah olmuwan hingga empat orang. Setelah peluncurannya maka dua roket pendorongnya dikembalikan ke bumi denhgan menggunakan parasit. Wahana pendorong membakar bahan bakar cair yang berupa hidrogen dan oksigen dari tangki bahan bakar hingga mencapai ketinggian orbit sebesar 277 km dari permukaan bumi. Pada saat kembali ke bumi maka pesawat antariksa ini berubah menjadi pesawat udara yang mendarat pada landasan p-esawat udara (Curran, 1985).


9.1.2. Satelit Tak Berawak      
 
             Berdasarkan atas tenaga elektromagnetik yang digunakan, satelit tak berawak dapat dibedakan atas empat kelompok, yaitu : (1) satelit dengan sensor generasi pertama yang menggunakan spektrum tampak dan perluasannya, (2) satelit dengan sensor generasi kedua, (3) satelit yang menggunakan saluran inframerah termal, (4) satelit yang menggunakan spektrum gelombang mikro.



9.1.2.1. Satelit sumberdaya bumi Generasi pertama : Landsat (RBV dan MSS)
           
                Setelah keberhasilan misi satelit berawak, NASA dan Departemen Dalam Negeri Amerika Serikat mengembangkan seri satelit sumberdaya bumi . Seri satelit ini ialah satelit Landsat-1, Landsat-2, Landsat-3. Satelit ini merupakan modifikasi satelit cuaca Nimbus. Sensornya ada dua jenis, yaitu sistem penyiam multispektral dengan empat saluran dan tiga kamera ‘ Return Beam Vidicon’. Keseluruhan seri Landsat yang telah disetujui oleh pemerintah Amerika Serikat ialah enam seri, masing- masing diberi kode : A, B, C, D. E, F. Setelah diluncurkan dan berhasil baik di dalam orbit penginderaannya maka masing- masing satelit tersebut diganti namanya dengan Landsat- 1, 2, 3, 4, 5, dan 6. Pada saat diluncurkannya bulan juli 1972 hingga januari 1975 namanya bukan Landsat, melainkan ‘Earth Resources  Technologi Satelite (ERTS)’. Baru kemudian seluruh seri ini diganti namanya menjadi Landsat (Avery dan Berlin, 1985).
              NASA dan Departemen Dalam Negeri Amerika Serikat mengelola seluruh program Landsat-1 hingga Landsat-3, dan hanya beberapa bulan bagi Landsat-4. Selanjutnya program Landsat dikelola oleh Nasional Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) hingga Landsat-5. Kemudian program Landsat akan dijual kepada pihak swasta (Curran, 1985). Apabila program Landsat dikelola pihak swasta, mudah dimengerti bahwa harga data Landsat tidak akan semudah sekarang.
              Umur Landsat- 1 (5,5 tahun), Landsat- 2 (7,5 tahun), dan Landsat- 3 (5,5 tahun) ternyata jauh melebihi umur satu tahun yang merupakan umur harapannya. Sebaliknya Landsa-4 yang dirancang berumur 3 tahun telah mengalami kerusakan sebelumumurnya mencapai dua  tahun. Landsat- 4 sekarang masih dioperasikan, akan tetapi diperingan tugasnya yaitu hanya untuk perolehan data tertentu saja. Bila kerusakan bertambah para maka Landsat- 4 akan ditarik ke ‘parking orbit’ untuk maksud perbaikannya. Sehubungan dengan kerusakan ini maka Landsat- 5 diorbitkan setahun lebih awal dari rencana semula. Pada saat ini perolehan data Landsat terutama dilakukan dengan Landsat- 5.
              Untuk selanjutnya maka uraian tentang satelit Landsat generasi pertama ini meliputi : (a) satelit dan orbitnya, (b) sistem sensor, (c) keunggulan dan keterbatasan citra Landsat, (d) interpretasi citra Landsat dan (e) penggunaan citra Landsat.

a. Satelit dan orbitnya

                Satelit Landsat berukuran sekitar 1,5 m x 3,5 m dengan berat 959 kg (Paine, 1981). Komponen satelit Landsat terdiri dari : solar array, tangki orbit, antena pengumpul data, kamera ‘Return Beam Vidicon (RBV)’, antena saluran sempit, penyiam multispektral, sensor pengukur ketinggian, antena saluran lebar, elektronik perekam saluran lebar, dan subsistem pengatur ketegakan (Paine, 1981; Cracknel, 1981).
                Satelit Landsat- 1 hingga Landsat -3 mengorbit bumi dengan ketinggian 917 km dari permukaan bumi. Tiap hari mengorbit sejumlah 14 kal dengan waktu 103 menit bagi tiap orbit. Arah orbitnya dari utara ke selatan, hamper poler, dan sinkron matahari . Dikatakan poler karena sumbu orbitnya tidak berimpit dengan sumbu bumi, melainkan membentuk sudut sebesar 9˚ searah jarum jam. Jadi satelit ini tidak pernah berada di atas kutub, melainkan hanya di dekatnya saja yaitu pada lintang 81˚ utara dan 81˚ selatan. Orbitnya dikatakn sinkron matahari karena kedudukan relatifnya terhadap matahari tetap. Sudut antara matahari, pusat bumi, dan satelit dibuat tetap sebesar 37,5˚. Sudut sebesar 9˚ antara orbit satelit dan sumbu bumi untuk mempertahankan kedudukan relatif satelit terhadap matahari tetap. Misalnya perekaman setiap pukul 15.00 untuk lintang utara, Alaska pada pukul 10.00, ekuator pada pukul 09.42, dan cili pukul 9.00 (waktu setempat).                       

b. Sistem Sensor
 
            Perbincangan tentang sensor Landsat generasi pertama hanya meliputi dua sensor yaitu kamera RBV dan penyiam multispektral  (Lillesand dan Kiefer, 1979).

Kamera RBV
               Kamera RBV pada Landsat- 1 dan Landsat- 2 terdiri dari tiga kamera multispektral dengan tiga saluran yaitu :

-          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)
                Tiap kamera RBV merekam daerah selua 185 km x 185 km secara serentak pada saat yang sangat pendek seperti pemotretan fotografik.Resolusi medannya sebesar 80 meter. Landsat- 1 hanya bekerja dalam waktu sangat pendek yaitu antara 23 Juli sampai dengan 5 Agustus 1972. Kamera RBV pada Landsat-2 juga terbatas penggunaannya yaitu untuk maksud keteknikan dan penggunaan kartografik bagi daerah yang jauh.
              Kamera RBV pada Landsat- 3 mengalami perubahan cukup drastis. Tiga kamera yang semula bekerja secara multispektral dengan tiga saluran kemudian diubah menjadi dua kamera yang berfungsi sebagai kamera ganda.Daerah seluas 185 km x 185 km pada Landsat- 1 dan Landsat- 2 diliput oleh satu citra RBV, dan pada Landsat-3 diliput oleh empat citra RBV dengan dua kali perekaman. Resolusi spasialnya meningkat dari 80 meter menjadi 30 meter (kenaikan 2,6 kali lipat).  

Penyiam Multispektral (MSS)

              Sensor MSS merekam obyek dengan menggunakan empat saluran elektromagnetik, yaitu:
-          saluran  4  : 0,5 μm – 0,6 μm  (hijau).
-          saluran  5  : 0,6 μm – 0,7 μm  ( merah).
-          saluran  6  : 0,7 μm – 0,8 μm  (inframerah).
-          saluran  7  : 0,8 μm – 1,1 μm  (inframerah).
Kode salurannya dimulai dari empat karena kode angka 1 hingga 3 telah digunakan untuk citra RBV.
Berbeda dengan kamera RBV yang merekam tiap kerangka citra RBV secara serentak, MSS merekam daerah yang sama dengan liputan citra RBV akan tetapi perekamannya dilakukan garis demi garis. Baik MSS maupun RBV merekam tenaga pantulan yang datang dari obyek di permukaan bumi. Karena perekamannya berlangsung bagian demi bagian maka daerah yang terekam secara serentak kecil sekali, yaitu daerah berbentuk bujur sangkar dengan panjang sisi 79m x 79m. Daerah yang direkam secara serentak ini disebut ‘medan panjang sesaat’ atau ‘picture element’ atau ‘pixel’.
 
c. Keunggulan dan Keterbatasan Citra Landsat

Sabins, Jr. (1978) mengutarakan sembilan keunggulan citra Landsat yaitu :
1.       Liputannya luas, menyeluruh, dengan penyinaran seragam sehingga memudahkan pengenalan obyeknya.
2.       Citra Landsat tersedia data digital yang sangat menguntungkan karena pemrosesannya dapat dilakukan dengan menggunakan komputer.
3.       Distorsi citranya kecil.
4.       Frekuensi perekamam ulangnya memungkinkan penyediaan citra Landsat di dalam berbagai musim dan kondisi.
5.       Penyinaran matahari yang bersudut kecil mempertajam ujud geologi yang kurang jelas karena ukurannya kecil.
6.       Ketersediaan citra bebas awan meliputi sebagian besar permukaan bumi tanpa ada pembatasan oleh masalah politik dan keamanan.
7.       Ketersediaan citra berwarna semu cukup banyak.
8.       Harganya murah.
9.       Meskipun tidak luas, ada tampalan samping yang memungkinkan untuk pengamatan secara stereoskopik.

Sedangkan keterbatasannya dapat dilihat sebagai berikut  :
1.       Resolusi spasialnya kasar yaitu 79m x 79m, karena itu cocok untuk perolehan data umum bagi daerah luas.
2.       Tidak dapat digunakan perolehan data rinci.

d. Interpretasi Data Landsat

                Interpretasi data Landsat dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu dengan cara manual dan cara digital.Pada interpretasi secara manual, cara interpretasinya sama dengan cara interpretasi foto udara hitam putih berskala kecil bagi cira MSS hitam putih, dan sama dengan interpretasi foto udara berwarna semu bagi citra MSS komposit warna (Sabins, 1978). Perbedaannya terletak pada nilai pantulannya atau kecerahan ronanya, karena nilai pantulan tiap obyek merupakan fungsi panjang gelombangnya.
Di dalam interpretasi secara manual, memang banyak kesamaan antara interpretasi foto udara dan nterpretasi citra Landsat MSS. Beda utamanya terletak pada resolusi spasialnya dan luas liputannya. Resolusi foto cukup halus sehingga foto udara mampu menyajikan data rinci. Meskipun resolusi spsial foto udara  halus, akan tetapi untuk daerah yang luas diperlukan foto udara yang berjumlah besar. Ini berarti bahwa biaya pengadaan foto udara maupun biaya interpretasinya cukup besar.
              Karena citra Landsat berupa citra multispektral, maka di dalam interpretasinya perlu dipilih saluran yang paling sesuai dengan tujuan interpretasinya. Contoh : saluran 4 dan 5 cocok untuk mendeteksi bentang budaya seperti : kota, jalan  raya, bagian kota yang baru, galian batu. Saluran 6 dan 7 cocok untuk membedakan tanah bervegetasi dan tanah terbuka, karena vegetasi tampak  gelap dan tanah terbuka tampak cerah.
            Ada empat keterbatasan interpretasi data Landsat secara manual yaitu :
1.       Rona yang dapat direkam pada film maupun pada kertas cetak terbatas kisarannya              
2.       Penafsir citra sering bersifat subyektif di dalam mendeteksi perbedaan pada gambaran visual. 
3.       Pada reproduksi citra Landsat terjadi penurunan kualitas visualnya.
4.       Distorsi yang terjadi pada citra Landsat sering menyulitkan di dalam melakukan registrasi citra multisaluran dan multitemporal.
Short mengemukakan keunggulan interpretasi data Landsat secara digital yaitu :
1.       Interpretasi dapat dilakukan dengan cepat, efisien, dam sistematik.
2.       komputer dapat digunakan  untuk melakukan koreksi dengan perubahan musim, sehingga hasil interpretasinya mendekati kebenaran.
3.       Nilai spektral tiap pixel dapat dibedakan dengan tepat dan dengan julat cukup besar , yaitu dari 0 hingga 255 tingkat.
4.       Memungkinkan analisis data dengan cara metematik dan statistik.
5.       Dapat memperagakan hasil manipulasi data dengan cepat dan membuahkan gambran atau citra dengan cepat pula.       
Selanjutnya Short mengatakan bahwa di dalam interpretasi digital digunakan komputer. Penggunaan komputer tidak hanya untuk interpretasi data Landsat, melainkan juga untuk pra- pemrosesan data, pemrosesan data, dan analisis data Landsat.






f. Pemanfaatan Citra Landsat

      Bidang                                                 Jenis
  
1. Kehutanan                               :  Membuat pete hutan
                                                       Menaksir luas hutan
                                                       Menentukan lokasi pemotongan kayu
                                                       Menilai kerusakan oleh kebakaran hutan

2. Penggunaan lahan                  :  Klasifikasi bentuk penggunaan lahan
                                                      Pembaharuan peta
                                                      Kategorisasi kemampuan lahan
                                                      Pembedaan lahan kota dan lahan desa
                                                      Perencanaan wilayah
                                                      Pemetaan jaringan transportasi
                                                      Pemetaan batas air dan daratan
                                                      Pemetaan daerah basah

3. Geologi                                  :  Identifikasi jenis batuan
                                                      Pemetaan unit geologi
                                                      Revisi peta geologi
                                                      Delineasi batuan tak terkonsolidasi dan tanah                                                                                     
                                                      Pemetaan intrusi batuan beku
                                                      Pemetaan endapan vulkanik baru
                                                      Pemetaan bentuk lahan
                                                      Pencarian petunjuk permukaan bagi mineralisasi
                                                      Penentuan struktur regional
                                                      Pemetaan bentuk memanjang

4. Hidrologi / Sumberdaya Air :  Penentuan batas air dam daratan
                                                     Pemetaan daerah banjir dan daratan banjir
                                                     Penentuan bentangan serta lus daerah es dan salju
                                                     Pengukuran ujud glacial
                                                     Pengukuran sedimen dan pola kekeruhan air
                                                     Penentuan kedalaman air
                                                     Delineasi daerah irigasi
                                                     Inventarisasi dananu

5. Oseanografi                         :   Mendeteksi organisme laut
                                                    Penentuan pola kekeruhan air dan sirkulasi air
                                                    Pemetaan perubahan garis pantai
                                                    Pemetaan daerah dangkal
                                                    Pemetaan es untuk pelayaran
                                                    Studi arus dan gelombang

6. Studi Lingkungan                :  Memantau pertambangan dan reklamasi
                                                   Pemetaan dan pantauan pencemaran air
                                                   Deteksi pencemaran udara dan dampaknya
                                                   Deteksi akibat bencana alamiah
                                                   Memantau akibat kegiatan manusia atas lingkingan

9. 1. 2. 2. Satelit Sumberdaya Bumi Generasi kedua

Yang temasuk satelit sumberdaya bumi generasi kedua ialah : (a) Satelit Landsat- 4 ((TM) dan Landsat- 5,  (b) SPOT, Marine Observation Satellite (MOS-1), Earth Resources Satellite (ERS-1).

a. Landsat- 4 dan Landsat -5
Berbeda dengan Landsat- 1 hingga Landsat- 3 yang merupakan satelit epsperimental, Landsat- 4 dan Landsat- 5 merupakan satelit semioperasinal (Voute, 1982) atau satelit operasional (Lindgren, 1985) menamakannya satelit untuk penelitian dan pengembangan. Landsat- 4 dan Landsat- 5 mengalami perbaikan yang menyangkut resolusi spasial, resolusi spektral, dan ketelitian radiometrik (Lindgren).
             Perbaikan resolusi spasial dilakukan dengan mengurangi ketinggian orbit dari 920 km menjadi 705 km, resolusi spasialnya meningkat dari 80 meter menjadi 30 meter sedang resolusi spektral yang lebih baik dan ketelitian radiometrik yang lebih tinggi diperoleh dengan jalan mengganti sensor RBV dengan sensor Thematic Mapper (TM). Sensor TM beroperasi dengan tujuh saluran, enam saluran untuk pantauan vegetasi dan satu saluran untuk pembedaan jenis batuan. Berbeda dengan Landsat generasi pertama yang merekam data dengan penyiaman satu arah, Landsat-4 dan landsat-5 merekam data dengan penyiaman dua arah. Cermin penyiam merekam data pada tiap gerak ulang alik. Perekaman pada tiap saluran dilakukan secara serentak oleh 16 detektor, kecuali saluran 6 (Termal) yang hanya menggunakan empat detektor. Tenaga pantulan yang diterima oleh detektor diubah menjadi sinyal elektrik, diperkuat dengan amplifier, dan di kirimkan ke stasiun penerima data di bumi. Perbaikan ketelitian radiometrik dilakukan dengan memperbesar pemilahan spektral  dari 0 – 63 menjadi  0 – 255 (Lindgren).
Landsat- 4 dan Landsat- 5 diluncurkan dengan Roket Delta dan menggunakan wahana baru yang disebut ‘ Multimission Modular Spacecraft (MMS)’. Untuk membantu penerimaan data dan transmisinya, beberapa satelit ditempatkan pada orbit Geostasioner di atas ekuator. Serangkaian satelit NAVSTAR Global Positioning System (GPS) digunakan untuk meningkatkan ketepatan letak satelit di dalam jalur orbitnya (Short, 1982).

Pemanfaatan Citra Thematic Mapper

Saluran
Kisaran Panjang Gelombang ()
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
Membedakan tanaman sehat dan tanaman tidak sehat, membedakan vegetasi, pengamatan puncak vegetasi, pada saluran hijau terletak diantara dua saluran penyerapan.
3
0,63 – 0,69
Membedakan jenis vegetasi, pembedaan antara lahan terbuka dan lahan bervegetasi
4
0,76 – 0,90
Identifikasi jenis tanaman, pembedaan tanah dan tanaman, serta lahan dan air.
5
1,55 – 1,75
Pembedaan jenis tanaman, kandungan air pada tanaman, kelembaman tanah.
6
2,08 -  2,35
Membedakan formasi batuan , pemetaan Hidrotermal.
7
10.40 – 12,50
Klasifikasi vegetasi, analisis ganggunan vegetasi, pembedaan kelembaban tanah, keperluan yang berhubungan dengan gejala termal.
                                                 Sumber : Lindgren, 1985; Lillisanddan Kiefer, 1979).

b. SPOT

Sistem satelit Perancis yang dinamakan ‘Sisteme Probatoire de I’Observation de la Terra (SPOT)’ merupakan satelit sumberdaya bumi pertama yang diluncurkan oleh Eropa. Nama tersebut kurang lebih berarti Sistem Percobaan Pengamatan Bumi. SPOT dikelola oleh Centre National de’ Etudes Spatiales (CNES) atau Pusat Nasional Studi Antariksa Perancis yang bekerja sama dengan Belgia dan Swedia. Seri SPOT dirancang untuk beroperasi hingga dasawarsa 1990- an . Yang telah ditetapkan sekarang ialah  SPOT-1 dan SPOT-2 yang masing- msing dirancang untuk diorbitkan pada tahun 1985 dan tahun 1986 (Curran, 1985).
              Pada kenyataanya, SPOT-1 baru diluncurkan secara berhasil pada tanggal 27 Februari 1986. SPOT-1 mengorbit hampir poler, sinkron matahari, dengan ketinggian orbit 832 km, dengan frekuensi perekaman ulang atau resolusi temporal 26 hari. Satelit ini dilengkapi dengan dua penyiam bentuk sapu, dua pita perekam, dan perlengkapan telemetri untuk mengirimkan data ke stasiun penerima data di bumi(Curran, 1985).
              Dua penyiam bentuk sapu SPOT-1 disebut ‘High Resolution Visible (HRV). ‘Scanners’ atau penyiam spektrum tampak dengan resolusi tinggi. Dua penyiam ini dapat digunakan untuk penyiaman Pankromatik (Penyiaman dengan menggunakan spektrum tampak) maupun penyiaman dengan cara multispektral. Dengan penyiaman Pankromatik dibuahkan data SPOT dengan resolusi spasial 10 meter, sedang dengan penyiaman multispektral dibuahkan data SPOT dengan resolusi spasial 20 meter. Data SPOT  Pankromatik digunakan untuk pemetaan planimetrik, sedang data SPOT multispektral digunakan untuk pembaharuan peta berskala 1 : 50.000 hingga 1 : 100.000. Data SPOT multispektral akan digunakan untuk studi lingkungan yang berkisar dari dari pantauan pencemaran lingkungan hingga pemetaan vegetasi (Curran,1985).
Yang menarik bagi pakar lingkungan ialah dibuatnya cermin penyiam  yang dapat diubah arahnya hingga sebesar 27 ˚ ke arah kiri atau ke arah kanan lintas orbitnya. Sebagai akibatnya maka ada tiga keunggulan data SPOT, yaitu : (1) dapat diperoleh gambaran stereoskopik dengan jalan merekam suatu daerah dari dua lntas orbit yang berurutan, (2) Sensor dapat diarahkan ke daerah bebas awan, dan (3) dimungkinkam perekaman ulang yang lebih pendek bagi suatu daerah. Frekuensi ulang perekamannya bergantung pada letaknya sesuai dengan garis lintang . Pada daerah ekuator dimungkinkan tujuh perekaman ulang daerah yang sama selama 26 hari, sedang bagi daerah (Curran, 1985).
              Data SPOT daerah Eropa dari Swedia hingga Gurun Saharia dan dari lautan Atlantik dapat dikirim secara langsung segera setelah perekamannya, yaitu ke stasiun penerima data SPOT di Toulouse (Perancis) atau di Kiruna (Swedia). Pengirimannya dilakukan secara telemetri. Data SPOT di luar daerah tersebut terpaksa direkam pada pita magnetik yang kemudian dikirimkan ke salah satu stasiun penerima data SPOT pada saat satelit SPOT mengorbit pada jarak jangkauannya. Data SPOT dapat juga diterima oleh stasiun penerima data Landsat MSS maupun TM yang telag disesuaikan   untuk menerima data SPOT (Curran, 1985).
               SPOT merupakan satelit pertama yang menggunakan sensor bentuk sapu. Sensor bentuk sapu merupakan generasi baru bagi penyiam multispektral. Puncak perkembagan penyiam multispektral ialah sensor yang digunakan oleh Landsat- 4 dan Landsat- 5 , yaitu sensor Tematic Mapper (TM).

SPOT Pankromatik dan Multispektral

                         
Jenis Data
Spektrum/ saluran
Panjang gelombang (μm)
Pankromatik
Tampak
0,51 – 0,73
Multispektral
Hijau
0,50 – 0,59
Merah
0,61 – 0,69
Inframerah
0,79 – 0,89

c. Marine Observation Satellite (MOS)

                Pada tahun 1986 Jepang meluncurkan satelit untuk penginderaan laut, yaitu satelit MOS-1. Sistem orbit maupun ketinggian orbitnya serupa satelit Landsat. Satelit MOS-1 akan membawa tiga jenis sensor, satu diantaranya berupa penyiam bentuk sapu yang disebut ‘Multispectral Electronic Self- Scanning Radiometer (MESSR). MESSR merekam dengan menggunakan empat saluran, yaitu dari saluran hijau hingga saluran inframerah dekat.
Resolusi spasialnya sebesar 50 meter. Tiap lembar citra MOS meliput daerah seluas 200 km x 200 km atau seluas 40.000 km². Sensor lainnya berupa sebuah penyiam multispektral dengan resolusi spasial kasar dan sebuah radiometer penyiam gelombang mikro (Curran, 1985).

d. Earth Resource Satellite (ERS)

               Satelit sumberdaya bumi pertama atau satelit ERS-1 buatan jepang akan diluncurkan pada tahun 1990. Nama ERS juga digunakan bagi satelit buatan Eropa. ERS-1 buatan Jepang akan dilengkapi dengan serangkaian kamera stereoskopik dan sebuah sensor radar jenis SAR (Curran, 1985).

9. 1. 2. 3. Satelit Yang menggunakan saluran Inframerah termal

                Ada dua satelit sumberdaya yang menggunakan saluran inframerah termal, yaitu : satelit Landsat dan satelit ‘Heat Capasity Mapping Mission (HCMM).

Satelit HCMM

Satelit HCMM merupakan satelit NASA pertama bagi seri Application Explorer Mission (AEM) yang ukuran satelitnya kecil dan relatif tidak mahal. Peluncurannya dilakukan pada tanggal 26 April 1978 dan satelit ini mengorbit hingga bulan September 1980. Ketinggian orbitnya 620 km, mengorbit sinkron matahari dan melalui garis ekuoator tiap jam  14.00 waktu setempat. Sensornya berupa sebuah radiometer penyiam yang mengguanakan spektrum tampak dan inframerah dekat (0,55 – 1,1) μm dan saluran inframerah termal pada panjang gelombang (10,5 – 12,5) μm.               
Resolusi spasial data HCMM sebesar 0,6 km pada bagian tengah citra dan sebesar 1 km pada bagian tepinya. Karena satelit HCMM tidak dilengkapi dengan pita magnetik maka perekaman datanya dilakukan dengan lansung pada saat satelit HCMM berada di dalam jarak jangkau stasiun penerima data HCMM ( Amerika utara, Eropa, Australia) Curran, 1985; Lillesand dan Kiefer, 1979; Short, 1982. Pemanfaatan Data HCMM antara lain : pemetaan geologi berdasarkan peta ketahanan termal, pemetaan vegetasi, mendeteksi gangguan pada vegetasi, pemetaan kelembaban tanah, pemetaan pulau panas pada daerah kekotaan, pantauan pencemaran termal pada daerah industri.

9. 1. 2. 4. Satelit Yang Menggunakan Spektrum Gelombang Mikro

Satelit sumberdaya bumi yang menggunakan spektrum gelombang mikro yaitu ‘Sea Satellite’ (Seasat). Selain itu diluncurkan juga ‘Earth Resources Satellite (ERS) yang dilengkapi dengan radar jenis SAR. Demikian juga diluncurkan Radarsat oleh Kanada. Jadi ada tiga jenis satelit yang menggunakan spektrum gelombang mikro dalam perekaman obyek dipermukaan bumi   

a. Seasat

Seasat merupakan satelit eksperimental pertama milik NASA yang terutama dirancang untuk penginderaan sumberdaya laut. Cakupan gambaran yang luas menyebabkan citra Seasat juga menyajikan gambaran daratan. Permukaan bumi yang direkam oleh Seasat ialah daerah antara garis lintang  72o   utara dan 72 o selatan. Satelit Seasat mengorbit bumi 14 kali sehari dan kembali ke lintasan orbit yang sama tiap 152 hari.
               Seasat diluncurkan pada 26 Juni 1978 dengan orbit hamper poler dan dengan ketinggian 800 km. Satelit Seasat dilengkapi dengan lima sensor, dua diantaranya berupa sebuah radiometer dan sebuah radar jenis SAR. Sensor radiometer melakukan perekaman pada spektrum tampak dan perluasannya (0,47 – 0,94) μm dengan resolusi spasial 2 km  dan spektrum inframerah termal (10,5 – 12,5) μm denga resolusi sebesar 4 km, sedangkan sensor SAR menggunakan saluran L       ( 23,5 cm) dengan resolusi spasial sebesar 25 m dimana Satelit Seasat beroperasi hanya 99 hari. Pemanfaatan Satelit Seasat antara lain : Memantau keadaan air laut, pemetaan es laut, vegetasi, daerah urban, geologi, penutup lahan, hidrologi  (Curran, 1985).

b. Earth Resources Satelite (ERS) 

Seri satelit ERS yang akan diluncurkan oleh ‘European Space Agency (ESA)’ ialah ERS-1 yang akan diluncurkan pada tahun 1987 atau 1988, dan ERS-2 yang akan diluncurkan pada tahun 1989. Nama dan jadwal peluncurannya serupa dengan satelit ERS Jepang. Satelit ERS akan diluncurkan dengan orbit sinkron matahari dengan ketinggian orbit sebesar 700 km, dengan perekaman ulang bagi daerah yang sama tiap tiga hari. Ada dua paket sensor yang digunakan di dalam penginderaan, satu paket untuk mengindera daratan, sedang yang lain untuk memantau laut. Paket sensor untuk penginderaan daratan serupa dengan sensor SPOT. Paket sensor penginderaan laut terdiri dari dua jenis sensor, satu diantaranya berupa sensor SAR saluran C dengan cakupan daerah selebar 80 km (Curran, 1985 ; Lillesand dan Kiefer, 1979).
Data Seasat dimaksudkan untuk memperbaiki prakiraan keadaan cuaca dan laut, suhu permukaan laut, dan pengukuran fitoplankton. Pengetahuan tentang hal tersebut diharapkan untuk dapat membantu menemukan lokasi konsentrasi ikan, memantau gunung es, dan pencemaran oleh minyak atau bahan kimia (Curran, 1985).

c. Radarsat

Satelit Radarsat akan diluncurkan oleh Kanada pada tahun 1989. sensornya berupa sensor SAR dengan saluran C yang sudut datangmya dapat diubah dengan kisaran perubahan sebesar 20˚ hingga 45˚. Resolusi spasial nominalnya sebesar 25 m. Kegunaan utamanya untuk pemetaan es, terutama bagi daerah pengeboran minyak lepas pantai di daerah Kanada Utara. Karena kecepatan waktu ketersediaan data penginderaan jauh sangat penting bagi penggunanya, system Radarsat diatur sedemikian sehingga datanya dapat tersedia tiga jam setelah perekaman (Curran, 1985).

9. 2. Satelit Cuaca

Satelit cuaca telah dikembangkan terlebih dahulu daripada satelit sumber daya bumi. Pengembangannya untuk pengumpulan data cuaca oleh Amerika Serikat dimulai dengan peluncuran satelit Vanguard dan Explorer pada tahun 1959. Hingga tahun 1981, Amerika Serikat telah meluncurkan sekitar 40 hingga 50 satelit cuaca. Penggunaan utama satelit cuaca ialah untuk studi cuaca dan untuk prakiraan cuaca berjangka pendek, yaitu untuk beberapa jam atau beberapa hari. Pada tanggal 8 juni 1962 telah terjadi pertukaran pendapat antara Nikita S. Khrushchef yang mewakili Rusia dan Presiden John F. Kennedy yang mewakili Amerika Serikat tentang kemungkinan kerjasama dalam memanfaatkan antariksa untuk maksud damai. Pertukaran pendapat itu membuahkan kesepakatan untuk mempergunakan ruang angkasa luar bagi kerjasama di dalam meteorologi, survai geomagnetik lingkup dunia, dan telekomunikasi satelit (Curran, 1985; Lillesand dan Kiefer, 1979).
Satelit cuaca dapat dibedakan atas dua jenis berdasarkan orbitnya, yaitu orbit sinkron matahari dan orbit sinkron bumi atau orbit geostasioner. Orbit sinkron matahari pada umumnya berupa orbit poler atau hampir poler. Arah orbitnya dari utara ke selatan, ketinggian orbit antara 500 km hingga 1.500 km di atas permukaan bumi. Kedudukan satelit terhadap matahari tetap. Ciri lain satelit yang orbitnya sinkron matahari ialah waktu orbitnya sekitar 100 menit, tiap hari mengorbit bumi 14 hingga 15 kali, dan melintas daerah yang sama pada jam setempat yang sama. Satelit geostasioner mengorbit bumi pada ketinggian sekitar 36.000 km di atas ekuator dan bergerak maju searah dengan arah rotasi bumi (Curran, 1985).

9. 2. 1.  Satelit Cuaca yang Mengorbit Sinkron Bumi
    
Ada dua jenis satelit cuaca yang mengorbit sinkron bumi dan dibincangkan pada kesempatan ini, yaitu : (a) seri TIROS/NOAA dan (b) seri NIMBUS.

9. 2. 1. 1. TIROS/NOAA

Seri satelit TIROS/NOAA dikelola oleh National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). Generasi pertama satelit ini disebut ‘Television and Infrared Observation Satelite (TIROS)’ yang beroperasi sejak bulan April 1960 hingga bulan Juli 1966. Satelit ini mengalami modifikasi untuk perbaikan kualitas citranya. Sebagai akibatnya maka nama satelitnya juga diubah menjadi ‘Improved TIROS Observation Satellite (ITOS)’ yang beroperasi dari bulan Januari 1970 hingga bulan Juni 1971 (Curran, 1985).
Generasi kedua satelit ini disebut ITOS dan NOAA, keduanya mengorbit pada ketinggian 1.450 km. System orbitnya serupa dengan system orbit satelit Landsat. Beda utama antara keduanya terletak pada ketinggian orbitnya (1.450 km dan 705 km) dan pada frekuensi perekaman ulangnya (dua kali sehari dan 16 hari). Beda lainnya ialah resolusi spasial yang rendah (1 km pada citra NOAA dan 80 m pada citra Landsat MSS serta 30 m pada citra Landsat TM). Satelit ITOS dan NOAA dilengkapi dengan sebuah radiometer yang membuahkan resolusi sangat tinggi (Very High Resolution Radiometer/ VHRR). Radiometer ini merekam daerah selebar 4.400 km dengan resolusi spasial sebesar 0,9 km. perekamannya dilakukan dengan saluran merah (0,6 μm – 0,7 μm) dan saluran inframerah termal (10,5 μm – 12,5 μm). Satelit terakhir yang termasuk seri ini ialah satelit NOAA-5 yang diluncurkan pada bulan Juli 1976 dan ditarik pada bulan Februari 1979. Data satelit ini digunakan secara luas untuk prakiraan dan analisis cuaca. Di samping itu, juga digunakan untuk berbagai terapan ilmu lingkungan, termasuk pemetaan suhu permukaan laut, es laut, dan topografi (Curran, 1985). Berbeda dengan citra inframerah termal pada umumnya, citra NOAA menyajikan gambaran obyek dingin dengan rona cerah dan obyek panas dengan rona gelap (Lillesand dan Kiefer, 1979).                 
Generasi ketiga satelit ini disebut TIROS-N dan TIROS-6 hingga TIROS-13.Orbitnya serupa satelit Landsat yaitu hampir poler, sikron matahari, denganketinggian orbit 830 km. Frekuensi perekaman ulangnya sekali sehari bagi spektrum tampak dan dua kali sehari bagi spektrum termal. Satelit NOAA dilengkapi dengan sensor ‘Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR)’ yang membuahkan citra dengan cakupan selebar 3.000 km dan dengan resolusi spasial 1,1 km. AHVRR pada TIROS- N melakukan perekaman dengan mempergunakan empat saluran, yaitu spektrum tampak dan saluran inframerah dekat ( 0,55 – 0,90 ) μm, saluran inframerah sedang (0,725 – 1,0 ) μm, saluran inframerah termal (3,55 – 3,93 dan 10,5 – 12,5) μm. TIROS- N mengorbit oktober 1978 hingga Juni 1981, untuk kemudian diganti dengan NOAA-7, NOAA- 8, NOAA- 9.
Pemanfaatan data TIROS – N antara lain :
a.       prakiraan cuaca
b.       Penerapan dalam bidang lingkungan
c.        pantauan Albedo permukaan bumi
d.       pengukuran suhu permukaan laut
e.        perkiraan tempat berkembang biak ikan dan
f.        memantau front laut (Curran, 1985).          
Sensor AVHRR pada satelit NOAA merekam dengan menggunakan lima saluran, yaitu saluran merah (0, 58 – 0,68) μm, saluran inframerah dekat (0,725 – 1,1) μm, saluran inframerah sedang (3,55 – 3,93) μm, saluran inframerahtermal (10,5 – 11,5) μm dan (11,5 – 12,5) μm. Meskipun resolusi spasialnya rendah, para pakar linkungan memanfaatkan saluran inframerah termal dalam berbagai bidang antara lain : a). untuk mendeteksi kebakaran hutan dan untuk memetakan suhu permukaan laut, b).  untuk memperkirakan kelembaban tutupan salju (saluran tampak dan  inframerah dekat), c. untuk memantau vegetasi (saluran merah dan inframerah dekat).
 Satelit NOAA juga dilengkapi dengan ‘Vertical Temperature Profiling Radiometer (VTPR)’ yang membuahkan data non citra. TVPR digunakan untuk mengukur profil suhu udara. Radiometer penyiam yang bekerja dengan saluran (0,4 – 1,1) μm dan (10,5 – 12,5) μm membuahkan citra dengan resolusi spasial 4,2 km dan 8 km (Lillisand dan Kiefer, 1979).

9. 2. 1. 2. Satelit Nimbus

Satelit Nimbus mrupakan satelit utama untuk penelitian dan pengembangan cuaca yang dikelola oleh NASA sejak tahun 1964 hingga 1981, Nimbus-1 hingga Nimbus-6 mengorbit dengan ketinggian 1000 km. Sensornya ada dua yaitu sebuah kamera vidikon yang membuahkan citra dengan resolusi spasial 1 km dan sebuah penyiam inframerah termal yang membuahkan citra dengan resolusi spasial 8 km. Nimbus -7 diorbitkan pada bulan oktober 1978 dengan ketinggian 910 km . Sensornya berupa penyiam multispektral yang disebut ‘Coastal Zone Color Scanner (CZCS)’, digunakan untuk keprluan oseanografi. Sensor ini menggunakan enam saluran, yaitu saluran biru (0,43 – 0,45)μm, saluran hijau (0,51 – 0,53  dan 0, 54 – 0, 56 ) μm, saluran merah (0,66 – 0,68) μm, saluran inframerah dekat (0,7 – 0,8) μm, dan saluran inframerah termal (10,5 – 12,5) μm.
Pemanfaatan Nimbus -7 dalam berbagai studi lingkungan antara lain :
a.       untuk mengukur warna dan suhu permukaan laut
b.       untuk penelitian dan pemetaan es laut
c.        agihan 03, profil suhu, H2O, N02, dan HNO3
d.       agihan global CO, CH4,  dan NH3 (Lillisand dan Kiefer, 1979).      

9. 2. 2. Satelit Cuaca yang Mengorbit Geostasioner

              Ada dua satelit yang mengorbit geostasioner yaitu satelit Geostasionary Operational Environmental Satellites (GOES) dan satelit Meteosat serta satelit Himawari.

9. 2. 2. 1. Satelit GOES
 
Ada dua GOES yang dikelola NASA, yaitu GOES barat dan GOES timur. GOES barat meliput daerah Amerika Serikat bagian barat dan lautan Fasifik, sedang GOES timur meliput daerah Amerika Serikat bagian timur dan lautan Atlantik.Satelit ini dilengkapi dengan dua sensor yaitu satu sensor merekam dengan saluran merah (0,66 – 0,7) μm dan sensor lainnya merekam dengan saluran inframerah termal (10,5 – 12,6) μm. Karena perekaman ulangnya hanya dibatasi oleh saat yang diperlukan untuk menyiam daerah liputan dan mengirimkan data hasil perekaman ke stasiun penerima data di bumi. Perekaman ulangnya dapat dilakukan tiap setengah jam. 
                Pemanfaatan data GOES dalam berbagai bidang antara lain (Curran, 1985) :
a.       Bidang meteorologi untuk  memantau tornado.
b.       Bidang Klimatologi untuk  identifikasi dan memantau anomali suhu permukaan serta identifikasi awan.
c.        Bidang Kehutanan untuk  menilai kelembaban tanah dalam rangka penaksiran resiko kebakaran.
c.        Bidang Pertanian untuk menentukan zona termal bagi tanah yang  teratus.
d.       Bidang Oseanografi untuk  memantau suhu permukaan air laut .
9. 2. 2. 2. Meteosat
                              
Satelit  Meteosat dikelola oleh Lembaga Antariksa Eropa (ESA) dan di letakkan di atas Afrika pada bujur Greenwich. Meteosat-1 diluncurkan pada bulan November 1977 dan rusak pada tahun 1979, sedang  Meteosat-2 diluncurkan pada bulan Juni 1981. Perekaman ulang dilakukan tiap setengah  jam dengan menggunakan tiga saluran, yaitu spektrum tampak dan perluasannya (0,4 – 1,1) μm, saluran inframerah sedang (5,7 – 7,1) μm, da saluran inframerah termal (10,5 – 12,5) μm. Saluran penyerap air merekam kelembaban cuaca dan digunakan bersama saluran inframerah untuk pembuatan model cuaca dan untuk prakiraan cuaca. Resolusi spasialnya sebesar 2,5 km bagi spektrum tampak dan inframerah dekat dan 5 km bagi saluran penyerap air.
              
               Pemanfaatan Data Meteosat dalam  berbagai keperluan antara lain (Curran, 1985) : 
a.       Bidang Klimatologi untuk pengukuran suhu permukaan air laut,  pengukuran suhu permukaan daratan dan penentuan arah angin
b.       Bidang penggunaan lahan untuk pemetaan dan   memantau bahaya alamiah

0 komentar:

Poskan Komentar

Fisika Bumi FMIPA UNM 2006 Headline Animator

Template by : kendhin x-template.blogspot.com