10 Komponen Inderaja (Penginderaan Jauh) dan Fungsinya

Penginderaan jauh adalah ilmu untuk memperoleh informasi tentang objek atau daerah dari jarak jauh, biasanya dari pesawat terbang atau satelit. NASA mengamati planet Bumi dan benda-benda planet lainnya melalui sensor jarak jauh pada satelit dan pesawat terbang yang mendeteksi dan merekam energi yang dipantulkan atau dipancarkan. Sensor jarak jauh, yang memberikan perspektif global dan banyak data tentang sistem Bumi, memungkinkan pengambilan keputusan berdasarkan informasi berdasarkan kondisi saat ini dan masa depan planet kita.

Teknik penginderaan jarak jauh melibatkan pengumpulan pengetahuan yang berkaitan dengan adegan penginderaan (target) dengan memanfaatkan beberapa komponen seperti radiasi elektromagnetik, atau energi akustik dengan menggunakan kamera, radiometer gelombang mikro dan pemindai, laser, penerima frekuensi radio, dan instrumen penginderaan lainnya.

Inderaja (Penginderaan Jauh)

Penginderaan jauh adalah proses mendeteksi dan memantau karakteristik fisik suatu daerah dengan mengukur radiasi yang dipantulkan dan dipancarkan dari kejauhan (biasanya dari satelit atau pesawat terbang).

Beberapa kegunaan khusus dari citra Bumi yang terindera dari jarak jauh termasuk:

1. Kebakaran hutan besar dapat dipetakan dari ruang angkasa, memungkinkan penjaga melihat area yang jauh lebih besar daripada dari tanah.
2. Melacak awan untuk membantu memprediksi cuaca atau menonton gunung berapi yang meletus, dan membantu mengawasi badai debu.
3. Menelusuri pertumbuhan kota dan perubahan lahan pertanian atau hutan selama beberapa tahun atau dekade.
4. Penemuan dan pemetaan topografi yang kasar di dasar samudra (misalnya jajaran gunung, ngarai yang dalam, dan “strip magnetik” di dasar laut).

Komponen Inderaja

Penginderaan jauh memiliki beberapa manfaat yang diserap dari berbagai komponen dengan masing-masing fungsinya, antara lain:

1. Sumber Tenaga (Energy Source atau Illumination)

Sumber tenaga merupakan komponen dakam contoh penginderaan jauh yang berfungsi untuk menyinari objek permukaan bumi dan memantulkannya pada sensor. Terdapat dua sumber tenaga yang dapat digunakan dalam penginderaan jauh, yaitu:

1. Sistem Pasif, yaitu sistem yang menggunakan sinar matahari.
2. Sistem Aktif, yaitu sistem yang menggunakan tenaga buatan seperti gelombang mikro.

Jumlah tenaga yang diterima oleh objek di masing-masing tempat di permukaan berbeda-beda, karena dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain:

1. Waktu penyinaran

Jumlah energi yang diterima oleh objek pada ketika posisi matahari tegak lurus (siang hari) lebih besar dibandingkan ketika posisi miring (sore hari). Makin banyak energi yang diterima objek, makin cerah warna objek tersebut.

2. Bentuk permukaan bumi

Topografi permukaan bumi yang halus dan berwarna cerah memantulkan lebih banyak sinar matahari dibandingkan topografi permukaan yang kasar dan berwarna gelap, sehingga daerah bertopografi halus dan cerah terlihat lebih terang dan jelas. Bumi ketika malam akan ada cahaya dari langit yaitu bulan dan bintang.

3. Keadaan cuaca

Kondisi cuaca ketika pemotretan berpengaruh terhadap kemampuan sumber tenaga dalam memancarkan dan memantulkan. Misalnya ketika perekaman kondisi udara sedang berkabut, hal itu mengakibatkan hasil indraja menjadi tidak begitu jelas atau bahkan tidak terlihat.

2. Atmosfer

Atmosfer adalah lapisan tipis gas yang mengelilingi bumi, yang terdiri atas berbagai jenis gas, antara lain karbon dioksida nitrogen, dan oksigen. Molekul gas yang ada di atmosfer berfungsi untuk menyerap memantulkan, dan melewatkan radiasi elektromagnetik.

Oleh sebab itu, dalam indraja terdapat istilah jendela atmofer, yaitu bagian spektrum gelombang elektromagnetik yang bisa mencapai Bumi. Dengan demikian, bisa dikatakan bahwa keadaan atmosfer sangat berpengaruh terhadap pancaran energy. Misalnya saat kondisi cuaca berawan, akibatnya sumber tenaga tidak dapat mencapai permukaan bumi.

Saat energi bergerak dari sumbernya ke target, ia akan bersentuhan dengan dan berinteraksi dengan lapisan atmosfer yang dilaluinya. Interaksi ini dapat terjadi untuk kedua kalinya ketika energi bergerak dari target ke sensor.

3. Interaksi antara tenaga dan objek

Setelah energi mencapai target melalui atmosfer, ia berinteraksi dengan target tergantung pada sifat-sifat target dan radiasi. Interaksi tersebut berfungsi untuk memperlihatkan rona objek yang menjadi target pada foto udara yang dihasilkan.

Masing-masing objek penginderaan jauh yang ada di permukaan Bumi mempunyai karakteristik yang berbeda dalam memantulkan atau memancarkan tenaga ke sensor. Suatu objek yang mempunyai daya pantul tinggi akan terlihat cerah pada citra, sedangkan objek yang daya pantulnya rendah akan terlihat gelap pada citra.

Misalnya Batu gamping mempunyai daya pantul tinggi, sehingga terlihat lebih cerah daripada batu granit yang mempunyai daya pantul rendah.

4. Sensor

Sensor merupakan komponen penginderaan jauh yang berfungsi sebagai alat pemantau yang dipasang pada wahana, baik pada pesawat maupun satelit. Sensor bisa dibedakan menjadi dua, yaitu:

• Sensor fotografik, yaitu sensor yang merekam objek melalui proses kimiawi. Sensor fotografik menghasilkan foto. Sensor fotografik yang dipasang pada pesawat akan menghasilkan citra foto atau yang disebut foto udara, sedangkan sensor fotografik yang dipasang pada satelit akan menghasilkan citra satelit atau yang disebut oto satelit.
• Sensor elektronik, yaitu sensor yang bekerja secara elektrik dalam bentuk sinyal. Sinyal elektrik tersebut direkam dalam pada pita magnetik yang kemudian dapat diproses menjadi data visual atau data digital dengan menggunakan komputer, yang lebih kita kenal dengan sebutan citra.

5. Wahana

Wahana merupakan komponen penginderaan jauh yang berfungsi sebagai kendaraan/media untuk membawa sensor. Berdasarkan ketinggian persedaran dan tempat pemantauannya di angkasa, wahana bisa dibedakan menjadi tiga kelompok, yaitu:

1. Pesawat terbang rendah sampai menengah, ketinggian peredarannya antara 1.000 – 9.000 meter di atas permukaan bumi, misalnya yaitu drone.
2. Pesawat terbang tinggi, ketinggian peredarannya lebih dari 18.000 meter di atas permukaan bumi
3. Satelit, ketinggian peredarannya antara 400 km sampai dengan 900 km di luar atmosfer bumi.

6. Transmisi, Penerimaan, dan Pemrosesan

Energi yang direkam oleh sensor harus ditransmisikan, seringkali dalam bentuk elektronik, ke stasiun penerima dan pemrosesan di mana data diproses menjadi gambar (hardcopy dan / atau digital), karena memang data penginderaan jauh membutuhkan pemrosesan sebelum data dapat digunakan oleh sebagian besar peneliti dan pengguna sains terapan.

Sebagian besar data disimpan dalam format Hierarchical Data Format (HDF) atau Network Common Data Form (NetCDF). Banyak alat data tersedia untuk membagi, mengubah, memvisualisasikan, dan mengekspor ke berbagai format file lainnya.

7. Interpretasi dan Analisis

Gambar yang diproses ditafsirkan, secara visual dan / atau digital atau elektronik, yang berfungsi untuk mengekstraksi informasi tentang objek yang menjadi target penginderaan jauh. Ada beberapa strategi untuk memulai (diadaptasi dari Earth Observatory’s How to Interpret a Satellite Image), yaitu:

1. Mengetahui skala, ada skala yang berbeda berdasarkan resolusi spasial gambar dan setiap skala menyediakan fitur penting yang berbeda. Misalnya, saat melacak banjir, tampilan detail dan resolusi tinggi akan menunjukkan rumah dan bangunan perkantoran yang dikelilingi oleh air.
2. Cari pola, bentuk, dan tekstur – banyak fitur yang mudah diidentifikasi berdasarkan pola atau bentuknya. Misalnya, area pertanian berbentuk geometris, biasanya lingkaran atau persegi panjang. Garis lurus biasanya adalah struktur buatan manusia, seperti jalan atau kanal.
3. Menentukan warna, saat menggunakan warna untuk membedakan fitur, penting untuk mengetahui kombinasi pita yang digunakan dalam membuat gambar. Misalnya air menyerap cahaya sehingga biasanya tampak hitam atau biru; Namun, sinar matahari yang memantul dari permukaan mungkin membuatnya tampak abu-abu atau perak.
4. Mempertimbangkan apa yang kita ketahui, memiliki pengetahuan tentang area yang kita amati penting sebagai alat bantu dalam mengidentifikasi fitur-fitur ini. Misalnya, mengetahui bahwa daerah tersebut baru-baru ini terbakar oleh api dapat membantu menentukan mengapa vegetasi mungkin terlihat sedikit berbeda.

8. Aplikasi

Elemen terakhir dari proses penginderaan jauh tercapai ketika kita menerapkan informasi yang kita dapat ekstrak dari citra tentang target untuk lebih memahaminya, mengungkapkan beberapa informasi baru, atau membantu memecahkan masalah tertentu. Atau dengan kata lain, setelah data diproses, mereka dapat digunakan dalam berbagai aplikasi, dari pertanian hingga sumber daya air hingga kesehatan dan kualitas udara.

Selain beberapa komponen beserta fungsinya yang telah disebutkan di atas, dalam penginderaan jauh kita juga perlu mengetahui orbit satelit dan resolusi data yang dihasilkan.

9. Orbit

Ada tiga jenis utama orbit tempat satelit berada: polar; non-polar, low-earth orbit, dan geostasioner. Satelit yang memiliki orbit polar berada di bidang orbital yang condong hampir 90 derajat ke bidang khatulistiwa. Dimana untuk kecenderungan ini memungkinkan satelit untuk merasakan seluruh bola dunia, termasuk wilayah kutub, menyediakan pengamatan lokasi yang sulit dijangkau melalui darat.

Orbit polar dapat naik atau turun. Dalam orbit yang menanjak, satelit bergerak ke selatan ke utara ketika jalur mereka melintasi garis khatulistiwa. Dalam orbit yang menurun, satelit bergerak ke utara ke selatan.

Orbit non-polar dan low-earth orbit berada pada ketinggian biasanya kurang dari 2.000 km di atas permukaan bumi. (Sebagai referensi, Stasiun Luar Angkasa Internasional mengorbit pada ketinggian ~ 400 km). Orbit ini tidak memberikan cakupan global tetapi hanya mencakup sebagian garis lintang.

Sedangkan satelit geostasioner mengikuti rotasi Bumi dan bergerak dengan kecepatan rotasi yang sama. Satelit-satelit ini menangkap pandangan yang sama terhadap Bumi dengan setiap pengamatan sehingga memberikan cakupan yang hampir terus menerus dari satu area.

10. Resolusi

Resolusi memainkan peran dalam bagaimana data dari sensor dapat digunakan. Bergantung pada orbit dan desain sensor satelit, resolusi dapat bervariasi. Ada empat jenis resolusi yang perlu dipertimbangkan untuk dataset apa pun, meliputi radiometrik, spasial, spektral, dan temporal.

Resolusi radiometrik adalah jumlah informasi dalam setiap piksel, yaitu jumlah bit yang mewakili energi yang direkam. Setiap bit merekam eksponen daya 2. Misalnya, resolusi 8 bit adalah 28, yang menunjukkan bahwa sensor memiliki 256 nilai digital potensial (0-255) untuk menyimpan informasi.

Resolusi spasial ditentukan oleh ukuran setiap piksel dalam gambar digital dan area pada permukaan Bumi yang diwakili oleh piksel tersebut. Sebagai contoh, mayoritas pita yang diamati oleh Moderror Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS), memiliki resolusi spasial 1 km; setiap piksel mewakili area 1 km x 1 km di darat.

Resolusi spektral adalah kemampuan sensor untuk membedakan panjang gelombang yang lebih halus, yaitu memiliki pita yang lebih banyak dan lebih sempit. Banyak sensor dianggap multispektral.

Artinya sensor tersebut memiliki antara 3-10 band. Sensor yang memiliki ratusan bahkan ribuan band dianggap hiperspektral. Semakin pendek rentang panjang gelombang untuk suatu band, maka resolusi spektralnya semakin bagus.

Resolusi temporal adalah waktu yang dibutuhkan sebuah satelit untuk menyelesaikan orbit dan mengunjungi kembali area pengamatan yang sama. Resolusi ini tergantung pada orbit, karakteristik sensor, dan lebar petak. Karena satelit geostasioner cocok dengan laju di mana Bumi berputar, resolusi temporal jauh lebih halus, sekitar 30 sampai 1 menit.

Itulah tadi penjelasan yang bisa kami tuliskan pada segenap pembaca, bekenaan dengan macam komponen Inderaja (Penginderaan Jauh) dan fungsi-fungsinya. Semoga bisa memberikan edukasi dan literasi bagi kalian yang membutuhkan.