Upload
pandu-adi-cahya
View
227
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
aplikasi penginderaan jauh
Citation preview
BAB 1
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Sebagai seorang geologist, kita tidak boleh menutup mata untuk
memanfaatkan teknologi yang telah berkembang dengan sangat pesat guna
mengumpulkan data baik dari permukaan bumi maupun bawah permukaan bumi,
secara langsung maupun tidak langsung. Salah satu teknologi yang dimaksud
adalah penginderaan jauh, yaitu suatu metode untuk memperoleh informasi
tentang objek, daerah atau gejala dengan jalan menganalisis data yang diperoleh
menggunakan alat, tanpa kontak langsung dengan objek, daerah yang akan dikaji
(Lillesand and Kiefer, 1990)
Di dalam penginderaan Jauh, sensor dari satelit menangkap gelombang
yang dipantulkan atau dipancarkan oleh objek di permukaan bumi. Setelah
diproses rekaman gelombang ini akan menghasilkan data baik berupa data digital
maupun data numerik yang nantinya akan dianalisis menggunakan komputer.
Terdapat juga data visual berupa data citra dan non citra yang nantinya akan
dianalisis secara visual.
Dalam data citra terdapat beberapa hasil foto yang dibedakan menurut
spektrum elektromagnetik yang digunakan, diantaranya posisi sumbu kamera,
sudut lipatan kamera, jenis kamera, serta warna yang digunakan. Dalam makalah
ini saya akan membahas tentang Color Infrared (CIR) yang merupakan hasil data
citra menurut warna yang digunakan.
B. Tujuan Penulisan
Penulisan makalah ini bertujuan untuk :
1. Memenuhi tugas perkuliahan MKPP Aplikasi Penginderaan Jauh
2. Memahami keberagaman data citra yang dihasilkan oleh citra satelit
3. Memahami karakteristik Color Infrared secara umum
4. Mengetahui manfaat penggunaan Color Infrared dalam ruang lingkup
geologi
C. Rumusan Masalah
Pembahasan Color Infrared (CIR) ini didasarkan pada rumusan masalah
berikut, diantaranya:
Apa pengertian dari CIR?
Bagaimana prinsip kerja dari CIR?
Bagaimana perkembang teknologi CIR dari waktu ke waktu?
BAB 2
PEMBAHASAN
A. Pengertian Color Infrared
Foto udara yang dihasilkan oleh satelit maupun pesawat dari ketinggian
memberikan banyak manfaat bagi setiap orang untuk mempelajari banyak hal,
seperti bentuk permukaan bumi, pola kesehatan vegetasi, polusi lingkungan, serta
berbagai efek dari aktivitas manusia terhadap bumi yang kita singgahi ini. Dalam
kerjanya satelit merekam gambar dari permukaan bumi menggunakan bagian dari
elektromagnetik spektrum, baik yang terlihat maupun yang tidak terlihat.
Gambar 1. Gelombang Elektromagnetik
Cahaya near-infrared merupakan salah satu bentuk gelombang yang tidak
dapat terlihat menggunakan mata telanjang, tetapi gelombang tersebut
dimanfaatkan oleh para ilmuwan untuk melihat permukaan bumi dengan warna
yang tidak biasa. Hasil gambarnya berupa “color infrared photography”.
Gambar 2. Perbedaan antara gambar dari Color Photograph (kiri) dan Color-Infrared Photograph
(kanan)
Color Infrared (CIR) merupakan hasil foto dengan warna semu yang
memperlihatkan pantulan dari gelombang elektromagnetik. Dalam CIR terdapat
tiga warna utama sebagai penyusun gambar. Near-Infrared (NIR), dimana
gelombang yang tak dapat terlihat oleh manusia akan tampak sebagai warna
merah pada gambar, Cahaya hijau akan tampak sebagai warna biru, dan cahaya
merah akan tampak sebagai warna hijau.
Pantulan radiasi sinar matahari yang digunakan CIR berada pada kisaran
0.5 sampai 0.9 µm (500 s/d 900 nm) yang porsinya meliputi :
Vissible light : Gelombang elektromagnetik yang panjang gelombangnya
berkisar antara 0.4µm hingga 0.7µm (400 nm - 700 nm), sehingga mata
manusia dapat mendeteksi warna tersebut sebagai cahaya nyata.
Near Infrared (NIR) : Gelombang elektromagnetik yang panjang
gelombangnya berkisar antara 0.7µm hingga 1.0µm (700 nm - 1000 nm),
sehingga mata manusia tidak dapat mendeteksi warna tersebut sebagai
cahaya nyata.
Gambar 3. Elektromagnetik spektrum yang digunakan CIR
B. Prinsip Kerja Color Infrared
Dalam kerjanya Sensor dari Color Infared tersusun atas beberapa sensitif
layer, yaitu merah, hijau dan NIR padahal bagian dari sensitif layer dari warna
normal adalah merah, hijau, dan biru (Aronoff, 2005 and Paine and Kiser, 2003).
Pada dasarnya, CIR (baik film maupun digital) akan merubah tiga warna
utama yang sangat berperan dalam menyusun gambar. Cahaya biru akan terlihat
berwarna hitam pada objek, Hijau berubah menjadi biru, dan Merah akan
terefleksikan menjadi hijau. Sedangkan gelombang NIR akan dikonversikan
menjadi warna merah pada gambar.
Gambar 4. Chart yang memperlihatkan cahaya nyata yang terefleksikan pada Color Infrared
Dalam kasus pengambilan gambar dari tumbuhan hijau, warna yang
dikonversikan tidak akan mengikuti prinsip kerja dari CIR. Tumbuhan hijau akan
tampak berwarna merah, padahal apabila dikaitkan dengan chart diatas seharusnya
tumbuhan hijau dikonversikan menjadi warna biru. Sebelum kita menganalisis hal
tersebut terlebih dahulu kita perlu memahami bagaimana energi matahari bisa
sampai ke permukaan bumi. “Energi matahari dapat diserap, diteruskan, atau
dipantulkan sesuai dengan hukum konsevarsi energi” (McCloy, 1995)
Diberikan simbol sebagai berikut :
E = Spektral energi
Ei,,λ = Incident (pemancaran spektral energi pada panjang gelombang
tertentu)
Ea,,λ = Absorptance (penyerapan spektral energi pada panjang
gelombang tertentu)
Er,,λ = Reflectance (pemantulan spektral energi pada panjang
gelombang tertentu)
Et,,λ = Transmittance (penerusan spektral energi pada panjang
gelombang tertentu)
Dari pernyataan McCloy diatas dapat disimpulkan bahwa jumlah dari
penyerapan, penerusan, dan pemantulan spektral energi harus sebanding dengan
jumlah pemancaran spektral energi pada panjang gelombang tertentu, sehinngga
dapat dibuat persamaan rumus sebagai berikut :
Ei,λ = Ea,λ + Er,λ + Et,λ
= Ei,λ (aλ + rλ + tλ)
Dengan catatan jumlah dari spektral energi terhadap gelombang
elektromagnetik tidak konstan dan juga tidak berbanding lurus terhadap panjang
gelombang.
Gambar 5. Kurva spektral energi terhadap panjang gelombang
Sehingga, dalam rangka utuk mempelajari bagaimana cara objek merespon
(dalam hal ini contoh objeknya adalah daun/tumbuhan hijau) cahaya matahari,
yang mana setiap objek memiliki variasi dari jumlah spektral energi terhadap
panjang gelombang, para scientist harus menerapkan beberapa ketentuan :
Spektral energi dibuat normal (atur energi pada setiap gelombang menjadi
1 (100%)
Gunakan rumus penyerapan, penerusan, dan pemantulan yang ditetapkan
oleh McCloy (1995) : aλ + rλ + tλ = 1
Catat hasilnya
Meskipun setiap species memiliki karakter unik yang berbeda tergantung
oleh kondisi perkembangan dan variasi genetiknya, bagan berikut dapat
menjelaskan mengapa tumbuhan hijau tampak berwarna merah pada hasil gambar
CIR
Gambar 6. Persen dari penyerapan (garis putus-putus), pemantulan (garis tegas), dan
penerusan (titik-titik) dari Raphiolepis ovata (Indian hawthorn) terhadap gelombang
elektromagnetik pada kisaran 0.4 - 4.0 µm (McCloy,1995)
Kesimpulannya, sensor CIR mengkonversi warna tumbuhan hijau tidak
menjadi warna biru melainkan menjadi warna merah pada hasil gambar,
dikarenakan persentase dari pemantulan NIR sebesar 60%, enam kali lebih besar
dibandingkan persentase pemantulan dari cahaya hijau 10%.
C. Perkembangan Teknologi CIR
Metode pengambilan gambar CIR dapat digunakan baik menggunakan
kamera yang berbentuk film maupun yang digital. Untuk aplikasi remote sensing
terhadap permukaan bumi, sistem pengambilan gambar dapat menggunakan
pesawat maupun satelit. Dalam pengambilan menggunakan satelit hasil outputnya
berupa digital, sementara apabila menggunakan pesawat hasilnya dapat berupa
digital dan juga film. Satu keuntungan yang nyata apabila menggunakan sistem
pengambilan digital adalah kemampuan untuk mendapatkan warna, panchromatic,
dan juga gambar CIR sekaligus dalam satukali percobaan terhadap objek yang
akan difoto.
Gambar 7. Perbandingan foto dengan hasil panchromatic (kiri), warna normal (tengah), dan Color
Infrared (Kanan)
Pengambilan gambar dalam bentuk film memerlukan satu kali
percobaan untuk setiap objek, sedangkan setiap objek memerlukan
perngambilan dari waktu dan posisi yang berbeda untuk mendapatkan
hasil maksimal. Sehingga dapat dibuat pernyataan kalau sistem digital
lebih menguntungkan, karena tidak perlu boros akan bahan bakar yang
digunakan pesawat dan tidak perlunya membuat bandara penerbangan
untuk menggunakan sistem film. Oleh karena itu, sistem digital lebih
banyak digunakan saat ini, terhitung mulai awal abad ke-21 yang
didokumentasikan menggunakan statistika oleh National Agriculture
Imagery Program (NAIP).