REFLEKSI PENGEINDERAAN JAUH

Written by Eko Budiyanto, S.Pd., M.Si

A.   Sekilas Perkembangan Penginderaan Jauh

Sejak lahir manusia memahami dan mengenal lingkungan sekitarnya dengan pandangan mata. Manusia mengenal adanya berbagai obyek dengan melakukan pengamatan. Berbagai kejadian alam yang terjadi teramati dalam batas-batas pandangan visualnya. Pengenalan lingkungan melalui amatan-amatan visual ini telah berlangsung berabad-abad. Melalui metode ini berbagai pengetahuan dan teknologi telah terlahirkan.

Metode pengenalan terhadap lingkungan berdasar pada amatan visual tentu memiliki keterbatasan-keterbatasan terutama terkait dengan luas area amatannya. Kejadian-kejadian seperti perubahan luas tutupan vegetasi, perubahan luas penggurunan, perubahan tutupan es, ataupun penggundulan hutan tidak teramati dengan baik melalui pengamatan secara langsung.

Walaupun tentu saja bukan berarti penginderaan jauh tidak memiliki kekurangan, data penginderaan jauh mampu memberikan informasi spasial yang luas. Melalui data-data penginderaan jauh multi temporal dapat dihasilkan pembandingan informasi spasial dari satu waktu dengan waktu yang lain. Data penginderaan jauh seperti foto udara dan citra satelit dapat meningkatkan akurasi dan kecepatan analisa terhadap berbagai. Penginderaan jauh pada saat ini bukan hanya sekedar suatu fenomena teknis, tetapi telah berkembang menjadi suatu bagian penting dalam memahami berbagai permasalahan perubahan lingkungan (Adams, 2006).

Informasi diperoleh dengan cara deteksi dan pengukuran berbagai perubahan yang terdapat pada lahan dimana obyek berada. Proses tersebut dilakukan dengan cara perabaan atau perekaman energi yang dipantulkan atau dipancarkan, memproses, menganalisa dan menerapkan informasi tersebut. Informasi secara potensial tertangkap pada suatu ketinggian melalui energi yang terbangun dari permukaan bumi, yang secara detil didapatkan dari variasi-variasi spasial, spektral dan temporal lahan tersebut (Landgrebe, 2003).

Penginderaan jauh berkembang dalam bentuk pemrotretan muka bumi melalui wahana pesawat terbang yang menghasilkan foto udara dan bentuk penginderaan jauh berteknologi satelit yang mendasarkan pada konsep gelombang elektromagnetis. Dalam perkembangannya saat ini, dengan adanya teknologi satelit berresolusi tinggi, pengenalan sifat fisik dan bentuk obyek dipermukaan bumi secara individual juga dapat dilakukan (Lang,2008).

Pada dasarnya teknologi pemotretan udara dan penginderaan jauh berteknologi satelit adalah suatu teknologi yang merekam interaksi berkas cahaya yang berasal dari sinar matahari dan obyek di permukaan bumi. Pantulan sinar matahari dari obyek di permukaan bumi ditangkap oleh kamera atau sensor. Tiap benda atau obyek memberikan nilai pantulan yang berbeda sesuai dengan sifatnya. Pada pemotretan udara rekaman dilakukan dengan media seluloid (film), sedangkan penginderaan jauh melalui media pita magnetik dalam bentuk sinyal-sinyal digital. Dalam perkembangannya potret udara juga seringkali dilakukan dalam bentuk digital.

Penginderaan jauh modern diawali dengan diluncurkannya satelit Landsat Multispectral Scanner System (MSS) pada tahun 1972 (Schowengerdt, 2007). Satelit ini memiliki empat saluran dengan lebar spektral sekitar 100 nm, dan resolusi spasial 80 meter. Peluncuran satelit ini mengawali sistem penginderaan jauh sistem satelit digital. Perkembangan selanjutnya terjadi peningkatan yang signifikan terutama dalam pemotongan rentang spektral untuk setiap saluran citra. Satelit hyperspectral seperti MODIS memiliki jumlah saluran sebanyak 36 band. Dengan kemampuannya tersebut, satelit dapat diaplikasikan dalam banyak hal. Kemampuan satelit ini banyak dimanfaatkan dalam berbagai hal yang bersifat spasial. Hingga saat ini penginderaan jauh telah diaplikasikan untuk keperluan pengelolaan lingkungan, ekologi, degradasi lahan, bencana alam, hingga perubahan iklim (Horning, 2010; Roder, 2009; Bukata, 2005; Adosi, 2007). Sebagian besar dari aplikasi data penginderaan jauh dimanfaatkan untuk pengelolaan sumberdaya.

Satelit penginderaan jauh yang banyak dimanfaatkan selama ini merupakan satelit yang menggunakan sistem optis. Penginderaan jauh sistem optis ini memanfaatkan spektrum tampak hingga infra merah (Liang, 2004). Rentang gelombang elektromagnetik yang lebih luas dalam penginderaan jauh meliputi gelombang pendek mikro hingga spektrum yang lebih pendek seperti gelombang infra merah, gelombang tampak, dan gelombang ultra violet (Elachi, 2006).

B.    Apa dan Bagaimana Penginderaan Jauh itu ?

Mencermati perkembangan dari penginderaan jauh di atas, perlu dipahami lebih jauh tentang apa dan bagaimana penginderaan jauh itu sebenarnya. Pemahaman tentang apa dan bagaimana akan menjelaskan pada fokus dan lokus tentang sesuatu dalam tatanan keilmuan yang luas. Pemahaman ini akan menjelaskan hakekat dari sesuatu tersebut. Salah satu cara untuk mengetahui hakekat adalah dengan merunutnya melalui berbagai definisi yang telah disampaikan oleh para ahli pada bidang tersebut.

B.1. Definisi Penginderaan Jauh

Banyak pendapat yang mencoba mendekati dan menjawab apakah penginderaan jauh itu. Berikut dicontohkan beberapa definisi mengenai penginderaan jauh.

1.      Rees (2001) mendefinisikan penginderaan jauh sebagai berikut :

“the collection of information about an object without phisical contact with it”

(Suatu proses pengumpulan informasi tentang obyek tanpa bersinggungan langsung dengan obyek tersebut)

2.       Mather (2004) mendefinisikan penginderaan jauh sebagai berikut :

“the analysis and interpretation of measurement of electromagnetic radiation that is reflected from or emitted by a target and observed or recorded from a vantage point by an observer or instrument that is not in contact with the target ”

(suatu analisis interpretasi dari pengukuran radiasi gelombang elektromagnetik yang terpantulkan atau terpancarkan oleh target dan teramati atau terrekam pada jarak yang jauh dengan pengamat atau peralatan yang tidak bersentuhan secara langsung)

3.       Elachi dan Zyl (2006) menggunakan definisi penginderaan jauh sebagai berikut :

“The acquisition of  information about an object without being in physical contact with it”

(Perolehan informasi obyek tanpa bersentuhan fisik secara langsung)

4.       Schowengerdt (2007) mencoba mendefinisikan penginderaan jauh dengan istilah :

“a measurement of object properties on the earth’s surface using data acquired from aircraft and satellite”

(suatu pengukuran sifat-sifat obyek di atas permukaan bumi dengan perolehan data melalui pesawat atau satelit)

      

Secara umum penginderaan jauh didefinisikan sebagai suatu proses perolehan informasi tentang suatu obyek tanpa adanya kontak fisik secara langsung dengan obyek tersebut. Terdapat kata kunci pokok dari definisi-definisi tersebut, yaitu : informasi dan tanpa kontak (singgungan  fisik) dengan obyek. Dengan demikian dapat disimpulkan secara induktif bahwa segala hal tentang perolehan informasi tanpa bersinggungan langsung termasuk pada ruang besar penginderaan jauh. Konsep ini memiliki ruang yang sangat luas dan belum memiliki kejelasan tentang obyek yang dikaji. Terdapat bidang lain yang menggunakan terminologi tersebut, dimana perolehan informasi dilakukan dengan tidak bersinggungan langsung dengan obyeknya seperti seismik, geomagnetik, geofisika, investigasi sonar, dan lain-lain (Rees, 2001). Bidang-bidang tersebut tidak masuk dalam ruang kajian penginderaan jauh.

Penajaman tentang obyek yang dikaji diperjelas dalam definisi yang disampaikan oleh Schowengerdt (2007) yang secara eksplisit menjelaskan bahwa obyek yang ukur adalah segala obyek yang berada dipermukaan bumi dengan segala sifatnya. Penjelasan ini menegaskan bahwa obyek yang direkam dalam penginderaan jauh adalah obyek-obyek yang ada dipermukaan bumi, bukan di dalam bumi atau di luar angkasa. Selain itu Schowengerdt juga menjelaskan tentang cara perolehan informasinya, bahwa untuk memperoleh informasi dilakukan melalui pesawat atau satelit. Cara perolehan informasi yang dijelaskan oleh Schowengerdt ini lebih membatasi dan memperjelas bentuk dari penginderaan jauh.

B.2. Pendekatan dalam Penginderaan Jauh

Metode ilmiah melandasi suatu kumpulan asumsi dan paradigma menjadi bangunan ilmu. Untuk dapat berkembang menjadi sebuah ilmu berbagai pencarian kebenaran dalam satu bidang harus didasarkan pada metode ilmiah tertentu. Demikian pula dengan penginderaan jauh. Penginderaan jauh tidak hanya memberi perhatian pada masalah teknis, namun telah menjadi bagian penting untuk memahami masalah lingkungan (Adams dan Gillespie, 2006). Aplikasi pengideraan jauh dalam berbagai studi berperan sebagai alat bantu perolehan data hingga analisis, serta sekaligus ilmu.

Penginderaan jauh menggunakan pendekatan kualitatif dan kuantitatif. Pendekatan kualitatif yang sering digunakan adalah metode interpretasi visual baik dua dimensional ataupun tiga dimensional. Pendekatan kuantitatif banyak digunakan dalam analisis data pada domain spektral. Pendekatan kuantitatif dalam penginderaan jauh optis digolongkan pada dasar analisis statistik, fisikal, dan hibrid (Liang, 2004). Pendekatan kuatitatif banyak digunakan seperti dalam spektroskopi kualitas air (Korosov et al, 2009; Moreno-Madrinan et al, 2010; Gitellson et al, 2011), indeks kekeringan (Ghulam, 2007; Patel, 2011), suhu permukaan lahan (Weng, 2005; Kersten, 2011), dan lain-lain.

Analisis terhadap data penginderaan jauh dilakukan dalam dua domain yang berbeda yaitu domain spasial dan domain spektral. Pada domain spasial analisis data dilakukan dengan cara interpretasi berbagai unsur informasi visual yang dimunculkan pada data citra tersebut seperti rona, warna, tekstur, asosiasi, bentuk, ukuran, dan bayangan. Analisis pada domain spasial banyak dilakukan pada data foto ataupun citra berresolusi spasial tinggi. Pada domain spektral analisis dilakukan dengan memilih dan mengolah nilai spektral pada berbagai saluran. Analisis yang dilakukan pada domain spektral ini menggunakan data citra digital secara multi spektral dan hiperspektral.

C.    Apa dan Bagaimana Penginderaan Jauh itu ?

Dari uraian singkat di atas dapat ditarik kesimpulan tentang apa (ontologi) dan bagaimana (epistem) dari penginderaan jauh. Penginderaan jauh adalah suatu teknik dan sekaligus ilmu untuk memperoleh informasi tentang obyek dan berbagai fenomena di muka bumi tanpa melakukan persinggungan langsung dengan obyek atau fenomena yang dikaji tersebut dengan menggunakan wahana perekam elektromagnetis.

Sebagai ilmu, penginderaan memiliki berbagai metode ilmiah dalam perolehan informasi tersebut. Penginderaan jauh menggunakan metode kualitatif dan kuantitatif pada domain spasial dan spektral.

Referensi

Adams, J.B., Gillespie, A.R., 2006. Remote Sensing of Landscape with Spectral Images – A Physical Modeling Approach. Cambridge University Press. New York.

Elachi, C., Zyl, V.J. 2006. Introduction to the Physic and Techniques of Remote Sensing. John Willey & Sons Inc.. New Jersey.

Ghulam A., Qin Q., Zhan Z., 2007. Designing of the Perpendicular Drought Index. Eviron Geol. 52: p. 1045-1052. DOI 101007/s00254-006-0544-2

Gitelson, A.A., Gurlin, D., Moses, W.J., Yacobi, Y.Z., 2011. Remote estimation of chlorophyll-a concentration in Inland, estuarine, and coastal waters. Advance in Environmental Remote Sensing. 439-468.

Kersten, Y., Brand, A., Fournier, M., Goudreau, S., Kosatsky, T., Maloley, M., Smardiassi, A., 2011. Modelling the Variation of Land Surface Temperature as Determinant of Risk of Heat-Related Health Event. International Journal of Health Geographics. 10;7.

Korosov, A.A., Pozdnyakov, D.V., Folkestad, A., Pettersson, L.H., Sorensen, K., Schuman, R., 2009. Semi-empirical algorithm for retrieval of ecology-relevant water constituents in various aquativ environment. Algorithm. 2. 470-497.

Landgrebe, D.A., 2003.  Signal Theory Methods In Multispectral Remote Sensing. John Willey & Sons Inc.. New Jersey.

Liang, S. 2004. Quantitative Remote Sensing of Land Surface. John Willey & Sons Inc.. New Jersey.

Mather, P.M. 2004. Computer Processing of Remotely-Sensed Images An Introduction. John Willey & Sons Inc. Chichester.

Moreno-Madrinan, M., J., Al-Hamdan, M.,Z., Rickman, D., L., Muller-Krarger, F., E., 2010. Using the Surface Reflectance MODIS Terra Product to Estimate Turbidity in Tampa Bay Florida. Remote Sensing, 2. 2713-2728; doi: 10.3390/rs2122713

Patel, N.R., Parida, B.R., Venus, V., Saha, S.K., Dadhwal, V.K., 2011, Analysis of Agricultural drought Using Vegetation Temperatur Condition Index (VTCI) from Terra/MODIS Satellite Data, Environ Monit Asses, DOI: 10.1007/s10661-011-2487-7

Schowengerdt, R.A., 2007. Remote Sensing Models and Methods for Image Processing. Third Edition. Elsevier. London.

Weng, Q., Yang, S., 2006. Urban Air Pollution Patterns, land Use, and Thermal Landscape: an Examination of The Linkage using GIS. Environment Monitoring and Assesment. 117: 463-489. Doi: 10.1007/s10661-006-0888-9

Rees, W., G., 2001. Physical Principles of Remote Sensing, Second Edition, Cambidge University Press. Cambridge.