Remote Sensing Principles

Bandi Sasmito

Where does EM Radiation

come from?

- dipancarkan oleh matahari

- dihasilkan oleh perubahan energi dari

bentuk-bentuk lain seperti kinetik,

kimia, termal, listrik, magnet, atau

nuklir

• 2 teori umum

1. wave theory

• menggambarkan pergerakan gelombang

2. quantum (particle) theory

• menggambarkan interaksi radiasi EM dengan

materi

Electromagnetic (EM) Radiation

Wave Theory

(Teori Gelombang)

Electromagnetic (EM) radiation:

adalah energi yang bergerak pada kecepatan cahaya dan memiliki

pola, gelombang harmonik sinusoidal

Kecepatan cahaya ~ 3 x 108 m/s

Gel EM punya 2 components:

gelombang sinusoidal listrik pada sudut kanan (90 derajat) ke

gelombang magnetik sinusoidal

ini dikenal sebagai Dualitas gelombang partikel

Gelombang EM dapat digambarkan dalam

bentuk amplitudo, arah propagasi, kecepatan,

panjang gelombang, dan frekuensi.

c =

Dmn

c = 3 x 108 m/s ; kecepatan cahaya dalam ruang hampa

= frequency, Hz ; umlah gelombang melewati titik

dalam 1 detik

= pjg gelombang, m ; jarak antara puncak gelombang

Quantum Theory

deteksi radiasi EM

• menggambarkan radiasi EM bergerak secepat dan

paket bermassa terpisahkan, atau foton.

• Tiap Foton memiliki sepasang unik medan listrik dan

magnetik bergetar pada sudut yang tepat satu sama lain

dan ke arah di mana mereka melakukan perjalanan.

Quantum Theory

Penurunan Hukum Planck

Q = h

Dmn : Q = energi dari propagasi dari kuantum, Joules (J)

= frequency, Hz ; jumlah gelombang melewati titik dalam 1 detik

h = Planck’s constanta, 6.626 x 10-34 J sec

Note: semakin tinggi frekuensi (panjang gelombang lebih

pendek), semakin besar energi per foton.

Electromagnetic Spectrum

gelombang EM dengan panjang gelombangnya

Important

Blue ~ 0.4 - 0.5 µm

Green ~ 0.5 - 0.6 µm

Red ~ 0.6 - 0.7 µm

NIR ~ 0.7 - 1.3 µm

Mid IR ~ 1.3 - 3 µm

Thermal IR ~ 3+ µm

Microwave ~ 1mm - 1m

Radio - hasil dari arus berkala muatan listrik di kabel, berkas

elektron, atau permukaan antena.

Microwave - gelombang EM hasil dari eksitasi molekul

Infrared and Visible - disebabkan oleh eksitasi molekul (yang

disebabkan oleh pelepasan listrik, reaksi kimia, atau iluminasi

foton, dll).

Energi Panas - adalah energi kinetik gerak acak dari partikel

materi. Hasil gerak acak di Eksitasi akibat tabrakan diikuti oleh

emisi gelombang elektromagnetik acak selama peluruhan.

Atmospheric Influence

Sensors can receive EM radiation from:

• surface emissions

• up-welling radiation from within the ocean

• reflected solar energy

• scattered solar emissions

• direct atmospheric emissions

• direct cloud emissions

• reflected cloud emissions

Among other things, atmospheric interactions effect the intensity and spectral composition of incoming

radiation (to the sensor).

Surface Emissions

(NASA, 1999) Urban Heat Island, Sacramento California

Ocean Temperature

NOAA image displaying

ocean temperatures off the

coast of Australia.

(CSIRO, Sept. 24, 1999)

Ozone Detection - Atmospheric

Emissions

Classified display of ozone

concentration for the

southern hemisphere on Sept.

27, 1998.

(NOAA, 1998)

Cloud Studies

April 1, 1989

April 10, 1989

April 20, 1989

Convective clouds less

than or equal to 440

millibars of pressure.

Http://www.cs.scsu.sctstateu.edu/giss/index.html

Mekanisme

Penyerapan + Hamburan = Atenuasi (kehilangan

energi)

Atmospheric Windows

(Lillesand and Keifer, 1994)

Reflectance Theory -

Geometri permukaan Bumi

Specular Reflectors - permukaan datar, spt refleksi pd

cermin, di mana energi masuk sama dg energi terpantul

Diffuse Reflectors - permukaan yang kasar, energi masuk

terpantul kesegala arah

- cahaya terpecah menjadi warna

Types of Reflectors

Typical spectral reflectance curve

for vegetation soil, and water

(Lillesand and Keifer, 1994)