penginderaan jauh (bab 2 laporan aplikasi citra landsat untuk kajian penggunaan lahan)

BAB II

KAJIAN PUSTAKA

2.1. Penginderaan Jauh

2.1.1. Pengertian dan Definisi Penginderaan Jauh

Ada banyak versi mengenai pengertian Penginderaan Jauh. Berikut

adalah pengertian Penginderaan Jauh menurut para ahli :

Penginderaan Jauh merupakan suatu ilmu dan seni untuk

memperoleh data dan informasi dari suatu objek di permukaan

bumi dengan menggunakan alat yang tidak berhubungan

langsung dengan objek yang dikajinya (Lillesand dan Kiefer,

1979).

Penginderaan jauh (remote sensing), yaitu suatu pengukuran

atau perolehan data pada objek di permukaan bumi dari satelit

atau instrumen lain di atas jauh dari objek yang diindera

(Colwell, 1984).

Penginderaan Jauh merupakan variasi teknik yang

dikembangkan untuk perolehan dan analisis informasi tentang

bumi. Informasi tersebut berbentuk radiasi elektromagnetik

yang dipantulkan dan dipancarkan dari permukaan bumi

(Lindgreen, 1985).

Penginderaan jauh (remote sensing), yaitu penggunaan sensor

radiasi elektromagnetik untuk merekam gambar lingkungan

bumi yang dapat diinterpretasikan sehingga menghasilkan

informasi yang berguna (Curran, 1985).

Penginderaan jauh (remote sensing), yaitu ilmu untuk

mendapatkan informasi mengenai permukaan bumi seperti lahan

dan air dari citra yang diperoleh dari jarak jauh (Campbell,

1987).

Penginderaan Jauh adalah ilmu untuk memperoleh, mengolah,

dan menginterpretasi citra yang telah direkam yang berasal dari

B a b I I K a j i a n P u s t a k a | 3

interaksi antara gelombang elektromagnetik dengan suatu objek

(Sabins, 1996).

Jadi, penginderaan jauh merupakan ilmu dan seni untuk

mengindera atau menganalisis permukaan bumi dari jarak yang jauh,

dimana perekaman dilakukan di udara atau di angkasa dengan

menggunakan alat (sensor) dan wahana.

Dalam penginderaan jauh, karena sensor dipasang jauh dari obyek

yang diindera, diperlukan tenaga yang dipancarkan atau dipantulkan

oleh obyek tersebut. Antara tenaga dan obyek terjadi interaksi. Tiap

obyek mempunyai sikap atau karakteristik tersendiri dalam

interaksinya terhadap tenaga, misalnya air menyerap sinar banyak dan

hanya memantulkan sinar sedikit. Sebaliknya, batuan kapur menyerap

sedikit sinar dan memantulkan banyak sinar.

Hasil interaksi antara tenaga dan obyek direkam oleh sensor.

Perekamannya dilakukan dengan menggunakan kamera atau alat

perekam lainnya. Hasil rekaman ini disebut data penginderaan jauh

yang di dalam batasan tersebut disingkat dengan istilah data. Data

harus diterjemahkan menjadi informasi tentang obyek, daerah, atau

gejala yang diindera itu. Proses penterjemahan data menjadi informasi

disebut analisis atau interpretasi data.

Penginderaan jauh mempunyai empat komponen dasar yaitu target,

sumber energy, alur transmisi, dan sensor. Komponen dalam sistem ini

bekerja bersama untuk mengukur dan mencatat informasi mengenai

target tanpa menyentuh obyek tersebut.

Gambar 2.1. Komponen Dasar Penginderaan Jauh (Yaslinus, 2003)


2.1.2. Dasar Fisika Penginderaan Jauh

Pengumpulan data dalam penginderaan jauh dilakukan dari jarak

jauh dengan menggunakan sensor buatan. Dengan melakukan analisis

terhadap data yang terkumpul ini dapat diperoleh informasi tentang

obyek, daerah, atau gejala yang dikaji.

Karena penginderaannya dilakukan dari jarak jauh, diperlukan

tenaga penghubung yang membawa data tentang obyek ke sensor. Data

tersebut dapat dikumpulkan dan direkam dengan tiga cara, yakni

distribusi daya (force), distribusi gelombang bunyi, dan distribusi

tenaga elektromagnetik. Obyek, daerah, atau gejala di permukaan bumi

dapat dikenali pada hasil rekamannya karena masing-masing

mempunyai karakteristik tersendiri dalam interaksinya terhadap daya,

gelombang bunyi, atau tenaga elektromagnetik. Sebagai contoh, sensor

yang berupa gravimeter dapat mengumpulkan data yang berupa variasi

daya magnetic. Sonar mengumpulkan data tentang distribusi

gelombang bunyi dalam air, mikrofon, dan telinga manusia menangkap

gelombang bunyi di udara. Sedang kamera mengumpulkan data

tentang variasi distribusi tenaga elektromagnetik yang berupa sinar

(Suits, 1983; Lillesand dan Kiefer, 1979).

a. Tenaga Elektromagnetik

Dalam penginderaan jauh digunakan tenaga elektromagnetik.

Tenaga elektromagnetik adalah paket elektrisitas dan magnitisme yang

bergerak dengan kecepatan sinar pada frekuensi dan panjang

gelombang dengan sejumlah tenaga tertentu (Chanlett, 1979). Ini

menunjukkan bahwa tenaga radiasi dalam bentuk tenaga

elektromagnetik memancar dengan berbagai panjang gelombang dan

kecepatan yang sifatnya tetap.

Tenaga elektromagnetik tidak dapat dilihat oleh mata. Ia hanya

tamapak apabila berinteraksi dengan benda. Sinar hanya tampak bila

mengenai debu, uap air, atau benda lain di atmosfer maupun di

permukaan bumi.


Matahari memancarkan tenaga elektromagnetik ke segala arah,

sebagiannya mencapai bumi. Perjalanannya berlangsung dengan cara

radiasi, dapat melalui atmosfer maupun ruang hampa udara/antariksa.

Radiasi tenaga elektromagnetik berlangsung dengan kecepatan tetap

dan dengan pola gelombang yang harmonik. Pola gelombangnya

dikatakan harmonik karena komponen-komponen gelombangnya

teratur secara sama dan repetitif dalam ruang dan waktu (Sabins,

Jr.,1978). Di samping itu pada tiap bagian tenaga elektromagnetik ini

terjalin hubungan yang serasi antara panjang gelombang dengan

frekuensinya, yakni dengan hubungan yang berkebalikan.

Di samping berlangsung secara radiasi, perjalanan tenaga

elektromagnetik dalam bentuk panas di atmosfer lapisan bawah juga

berlangsung dengan cara konveksi (Wolf dan Mercanti, 1974). Karena

cara konveksi ini pengaruhnya kecil, ia pada umumnya diabaikan. Di

samping dalam bentuk panas, tenaga elektromagnetik juga terjadi

dalam bentuk sinar.

Gambar 2.2. GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK (Lillesand

dan Kiefer, 1979). Komponennya terdiri dari gelombang

elektrik (E) dan gelombang magnetic (M) yang saling tegak

lurus, dan masing-masing tegak lurus terhadap radiasi.

Tenaga elektromagnetik dapat dibedakan berdasarkan panjang

gelombang maupun berdasarkan frekuensinya. Panjang gelombang

ialah jarak lurus dari puncak gelombang yang satu ke puncak

gelombang yang lain yang terdekat, yakni jarak AB pada gambar.

Frekuensi ialah jumlah siklus gelombang yang melalui satu titik dalam


satu detik, dinyatakan dalam hertz yang sering disingkat Hz. Bila titik

A bergerak hingga titik B, dikatakan gerakannya memenuhi satu siklus

atau satu putaran. Apabila pada titik A pada satu detik terjadi gerakan

50 siklus, maka dikatakan bahwa frekuensi pada titik A sebesar 50 Hz.

Pembedaan yang paling umum digunakan untuk tenaga

elektromagnetik dalam penginderaan jauh adalah dengan panjang

gelombang. Karena panjang gelombang ini sangat beraneka, pada tabel

2.1 disajikan ukuran panjang yang sering digunakan bagi tenaga

elektromagnetik. Istilah-istilah ukuran frekuensi disajikan pada tabel

2.2. Untuk ukuran panjang gelombang diperlukan micrometer,

nanometer, Angstrom, dan pikometer karena panjang gelombang pada

spektrum elektromagnetik ini dimulai dari panjang gelombang yang

mendekati 0 mm hingga ratusan meter.

Panjang gelombang lebih banyak digunakan dalam penginderaan

jauh, sedangkan frekuensi lebih banyak digunakan dalam teknologi

radio (Beckman, 1975).

Tabel 2.1. Ukuran Panjang (Sabins Jr., 1978 ; Lintz Jr. dan Simonett, 1976)

Tabel 2.2. Istilah-Istilah untuk Ukuran Frekuensi

(Sabins Jr., 1978 ; Lintz Jr. dan Simonett, 1976)


b. Spektrum Elektromagnetik

Tenaga elektromagnetik terdiri dari berkas atau spektrum yang

sangat luas, yakni meliputi spektra kosmik, Gamma, X, ultraviolet,

tampak, inframerah, gelombang mikro (microwave), dan radio. Jumlah

total seluruh spektrum ini disebut spektrum elektromagnetik. Untuk

selanjutnya maka istilah spektrum digunakan untuk menunjukan

bagian tertentu spektrum elektromagnetik. Saluran atau pita (channel,

band) digunakan untuk bagian yang lebih kecil, misalnya saluran biru,

saluran hijau, dan saluran merah pada spektrum tampak. Meskipun

demikian, istilah saluran kadang-kadang juga digunakan untuk lebih

dari satu spektrum guna menunjukkan karakteristik tertentu dalam

sistem penginderaan jauh.

Gambar 2.3. Spektrum Elektromagnetik dan Saluran yang Digunakan dalam PJ

(Sabins Jr., 1978)

Pada gambar, diutarakan bahwa puncak tenaga matahari yang

berupa pantulan terletak pada panjang gelombang 0,5 mikrometer


sedang puncak tenaga bumi yang berupa pancaran terletak pada

pancaran 9,7 mikrometer. Oleh karena itu penginderaan jauh dengan

sistem fotografik menggunakan panjang gelombang sekitar 0,5

mikrometer atau gelombang tampak dan perluasannya. Penginderaan

jauh sistem termal menggunakan panjang gelombang sekitar 10

mikrometer. Band penginderaan jauh menggunakan spektrum

ultraviolet hingga spektrum gelombang mikro.

Berdasarkan tabel pun demikian pula halnya. Spektrum Gamma

dan spektrum X diserap oleh atmosfer sehingga ia tak pernah mencapai

bumi. Di bidang kedokteran memang digunakan sinar X, akan tetapi

sinar X ini merupakan sinar buatan.

Tabel 2.3. Spektrum Elektromagnetik dan Bagian-Bagiannya


c. Jendela Atmosfer

Meskipun spektrum elektromagnetik merupakan spektrum yang

sangat luas, hanya sebagian kecil saja yang dapat digunakan dalam

penginderaan jauh. Sinar kosmik, Gamma, dan sinar X sulit mencapai

bumi karena atmosfer sulit ditembusnya. Pada sebagian spektrum

inframerah demikian pula halnya. Atmosfer hanya dapat dilalui atau

ditembus oleh sebagian kecil spektrum elektromagnetik. Bagian-

bagian spektrum elektromagnetik yang dapat melalui atmosfer dan

mencapai permukaan bumi disebut jendela atmosfer.

Jendela atmosfer yang paling dulu dikenal orang dan paling banyak

digunakan dalam penginderaan jauh hingga sekarang ialah spektrum

tampak yang dibatasi oleh gelombang 0,4µm hingga 0,7µm. bila kita

lihat pada gambar 2.2 maupun tabel 2.3, tampak jelas betapa kecilnya

spektrum tampak yang sangat penting ini bila dibandingkan terhadap

seluruh spektrum elektromagnetik. Spektrum ini disebut spektrum

tampak karena mata manusia sebagai sensor alamiah dapat

menggunakannya untuk melihat sesuatu dan memang hanya sebesar ini

kepekaannya. Untuk penginderaan jauh dengan sistem fotografik,

kepekaan film pankromatik juga sebesar ini. Kepekaan film inframerah

sebesar 0,4µm-0,9µm, sedang film inframerah yang dibuat secara

khusus, kepekaannya sebesar 0,4µm-1,2µm. jendela atmosfer hingga

panjang gelombang 14µm disajikan pada gambar 2.3, sedang yang

lebih lengkap yaitu pada gambar 2.6 disajikan bersama kurva tenaga

matahari dan bumi. Jendela atmosfer semakin luas apabila

dibandingkan antara spektrum tampak, inframerah termal, dan

gelombang mikro. Pada spektrum tampak dan perluasannya, jendela

atmosfer berkisar antara panjang gelombang 0,3µm-0,9µm yaitu

dengan julat sebesar 0,6µm. Julat ini sebesar 10 kali pada panjang

gelombang dan hingga 14µm. Julat jendela atmosfer pada spektrum

gelombang mikro jauh lebih besar lagi.


Gambar 2.4. Jendela Atmosfer Hingga Panjang Gelombang 14µm (Paine, 1981)

Spektrum inframerah yang digunakan untuk penginderaan jauh

dengan menggunakan film sebagai deektornya disebut spektrum

inframerah fotografik karena proses perekamannya dengan cara

fotografik. Di samping itu juga disebut spektrum inframerah dekat

karena letaknya berdekatan dengan spektum tampak. Ia juga disebut

spektrum inframerah pantulan karena tenaga pada spektrum ini

mencapai sensor setelah dipantulkan oleh obyek di permukaan bumi.

Pengenalan obyek pada penginderaan jauh yang menggunakan

spektrum ultraviolet, spektrum tampak, dan spektrum inframerah dekat

ialah dengan mendasarkan atas beda pantulan tiap obyek terhadap

tenaga yang mengenainya. Batas spektrum inframerah dekat ialah

panjang gelombang 1,5µm, selanjutnya disebut spektrum inframerah

sedang hingga panjang gelombang 5,5µm dan spektrum inframerah

jauh hingga panjang gelombang 103 µm atau 1 mm (Lindgreen, 1985).

Dengan menggunakan kamera khusus dapat dilakukan

penginderaan dengan menggunakan spektrum ultraviolet hingga

panjang gelombang 0,3µm. karena letaknya berdekatan dengan

spektrum tampak maka saluran ini disebut saluran ultraviolet dekat.

Baik saluran inframerah dekat maupun saluran ultraviolet dekat

merupakan perluasan spektrum tampak yang mulai dapat digunakan


dalam penginderaan jauh sejak dikembangkannya kepekaan film dan

kemampuan kamera.

Jendela atmosfer yang lain hingga panjang gelombang 14µm ini

terpencar pada bagian-bagian kecil. Jendela atmosfer yang relatif besar

terletak di sekitar panjang gelombang 4µm, sedang yang terbesar

terletak antara panjang gelombang 8µm-14µm. Dua jendela atmosfer

itu termasuk spektrum inframerah termal. Sensornya dalam

penginderaan jauh bukan lagi kamera. Pengenalan obyek di permukaan

bumi bukan lagi berdasarkan atas beda suhu dan daya pancarnya.

Jendela atmosfer lain yang lebih besar yaitu spektrum gelombang

mikro, yakni dari panjang gelombang 0,1 cm hingga 100 cm. spektrum

inilah yang digunakan dalam penginderaan jauh dengan sistem radar.

d. Hambatan Atmosfer

Tenaga elektromagnetik dalam jendela atmosfer tidak dapat

mencapai permukaan bumi secara utuh, karena sebagian dari padanya

mengalami hambatan oleh atmosfer. Hambatan ini terutama

disebabkan oleh butir-butir yang ada di atmosfer seperti debu, uap air

dan gas. Proses penghambatannya terjadi terutama dalam bentuk

serapan, pantulan, dan hamburan. Hamburan ialah pantulan ke arah

serba beda yang disebabkan oleh benda yang permukaannya kasar dan

bentuknya tak menentu. Interaksi antara tenaga elektromagnetik

dengan atmosfer disajikan secara skematik pada gambar 2.5. Interaksi

yang dibicarakan pada bagian ini hanya meliputi yang pokok saja.

Gambar 2.5. Interaksi Antara Tenaga Elektromagnetik dan Atmosfer (Paine, 1981)


Sebagian tenaga elektromagnetik yang dapat mencapai permukaan

bumi diserap oleh obyek di permukaan bumi, sedang selebihnya

dipantulkan olehnya hingga mencapai sensor yang dipasang pada

pesawat terbang, satelit, atau wahana lainnya. Jumlah tenaga yang

dipantulkan dan tenaga yang diserap sama dengan jumlah tenaga yang

mengenainya. Tiap obyek mempunyai karakteristik tersendiri di dalam

menyerap dan memantulkan tenaga yang diterima olehnya.

Karakteristik ini disebut karakteristik spektral,pada umumnya

digambarkan dengan kurva pantulan seperti tercantum pada gambar

2.6. Karakteristik spektral sering juga disebut spectral signature

karena pada umumnya karakteristik spektral bersifat khusus bagi tiap

objek. Karaktristik spektral yang disajikan gambar 2.6 adalah

karakteristik spektral secara umum.

Gambar 2.6 KURVA PANTULAN UMUM VEGETASI, TANAH,

DAN AIR (Ford, 1979).

1 = saluran dengan beda minimal antara tiap kurva. 2 = saluran

dengan beda maksimal antara tiap kurva sehingga pada saluran

ini pengenalan objeknya paling mudah

Objek yang banyak memantulkan tenaga elektromagnetik tampak

cerah pada citra, sedang objek yang banyak menyerap tenaga tampak

gelap. Pengenalan objek pada citra berdasarkan atas tingkat

kegelapannya yang disebut rona. Karena pentingnya sifat pantulan

objek dalam rangka mengenali objek pada citra, perlu diketahui barang


sedikit istilah-istilah pantulan yang sering digunakan di dalam

penginderaan jauh.

Di dalam pustaka yang berbahasa Inggris sering dijumpai empat

istilah, yakni reflectivity, reflectance, reflection, dan albedo.

Reflectivity ialah pantulan objek bila objek itu benar-benar tak

tembus cahaya. Reflectance adalah perbandingan antara tenaga yang

dipantulkan objek terhadap seluruh tenaga yang diterima oleh objek

tiap satuan luas. Reflection ialah jumlah tenaga yang mengenai suatu

benda dikurangi dengan tenaga yang diserap dan tenaga yang

menembus benda itu. Albedo ialah jumlah pantulan tenaga objek

secara alamiah (Janza, 1975). Pantulan yang diterima oleh sensor tidak

hanya berupa tenaga yang dipantulkan oleh objek, melainkan ditambah

dengan tenaga lain oleh hamburan atmosfer atau oleh pengaruh

alamiah lainnya (Janza, 1975; Simonett et al., 1983).

Pantulan dapat mengarah ke berbagai arah bila tenaga yang

mengenai objek dihamburkan. Ia juga dapat bersifat pantulan cermin

bila sudut dating sama besar dengan sudut pantul atau sudut pantulan.

Pantulan cermin juga disebut pantulan sempurna (specular reflection),

yaitu pantulan yang terjadi tanpa hamburan.

Kendala yang terjadi pada jendela atmosfer bersifat selektif.

Kendala yang terjadi pada spektrum tampak terutama berupa

hamburan, sedang pada spektrum inframerah berupa serapan. Kendala

atmosfer pada spektrum gelombang mikro dapat diabaikan, terutama

pada panjang gelombang 18 mm atau lebih besar (Estes, 1974).

(1) Hamburan

Hamburan dapat dibedakan menjadi tiga jenis yaitu hamburan

Rayleigh, hamburan Mie, dan hamburan nonselektif.

Hamburan Rayleigh

Atmosfer yang cerah terutama mengandung butir-butir

gas nitrogen dan oksigen. Atmosfer demikian disebut

atmosfer Rayleigh. Hamburan yang terjadi pada atmosfer


Rayleigh disebut hamburan Rayleigh. Hal ini disebabkan

oleh butir-butir yang lebih kecil dari panjang gelombang

rata-rata spektrum tampak, yaitu sebesar 0,1λ atau sedikit

lebih besar. Oleh karena itu hamburan Rayleigh terjadi

pada tempat tinggi, yaitu antara 4.500 m hingga 9.000 m

(Estes, 1974).

Besarnya hamburan Rayleigh (H) berbanding terbalik

terhadap pangkatempat panjang gelombang.

Hamburan pada saluran biru lebih besar bila

dibandingkan dengan hamburan pada saluran hijau atau

saluran merah. Inilah yang menyebabkan cuaca cerah

tampak biru, karena hamburan pada saluran biru bersifat

dominan. Hamburan ini menyebabkan foto hitam putih

tampak berkabut, tidak tajam. Pada foto udara berwarna,

hamburan sering menimbulkan warna abu-abu kebiruan

yang mengurangi kejelasan atau ketajaman foto. Oleh

karena itu untuk memperoleh foto udara yang baik sering

dipasang filter kuning guna menghalangi saluran biru

masuk ke kamera (Lillesand dan Kiefer, 1979). Film atau

fotonya sering disebut Pan-blue, ialah film atau foto

pankromatik dikurangi saluran biru.

Hamburan Mie

Atmosfer yang tampak putih hingga kemerahan

disebabkan oleh hamburan butir-butir debu, kabut, asap,

dan sebagainya yang diameternya sama atau lebih besar

dari panjang gelombang rata-rata spektrum tampak. Butir-

butir ini disebut butir Mie. Atmosfernya disebut atmosfer

Mie dan hamburannya disebut hamburan Mie. Karena

butir-butirnya berukuran besar, maka hamburan ini terjadi

pada atmosfer bagian bawah, yakni di bawah 15.000 kaki

atau 4.500 m. antara 4.500 m hingga 9.000 m terjadi


hamburan Rayleigh, sedang diatas 9.000 m maka hamburan

atmosfer yang terjadi sangat kecil (Estes, 1974).

Berbeda dengan hamburan Rayleigh yang dominan

pada cuaca cerah, hamburan Mie lebih dominan pada

gelombang panjang dan pada cuaca berwarna (Lillesand

dan Kiefer, 1979).

Gambar 2.7. Hamburan Selektif dan Hamburan Nonselektif

(Sabins Jr., 1978 ; Slater, 1975)

Berdasarkan gambar 2.7 maka tampak jelas bahwa

hamburan Rayleigh semakin besar bagi panjang gelombang

yang makin pendek. Kurva paling bawah menunjukkan

besarnya hamburan Rayleigh bagi atmosfer yang

mengandung butir-butir dengan diameter sebesar λ-4 atau

1/λ4 . daerah yang dibatasi oleh dua sumbu dan kurva ini

merupakan daerah hamburan Rayleigh, sedang selebihnya

yakni daerah yang dibatasi oleh kurva tersebut dan oleh dua

garis siku-siku seperti tampak pada gambar, merupakan

daerah hamburan Mie pada cuaca yang butir-butir

kandungannya berdiameter λ-4 . dua kurva lainnya

menujukkan arti serupa. Bila butir-butir kandungan


atmosfer berdiameter paling sedikit λ0 maka hamburan yang

terjadi adalah hamburan nonselektif.

Hamburan nonselektif

Penyebab hamburan nonselektif ialah butir-butir dalam

atmosfer yang diameternya jauh lebih besar dari panjang

gelombang spektrum tampak, misalnya butir-butir air yang

berdiameter antara 5µm-100µm. Hamburan ini dinamakan

hamburan nonselektif karena tidak tergantung pada panjang

gelombang. Hamburan yang terjadi pada spektrum tampak

dan spektrum inframerah dekat sama kuatnya. Pada

spektrum tampak, hamburan pada saluran biru, hijau, dan

merah yang sama kuatnya menyebabkan kabut dan awan

tampak putih (Lillesand dan Kiefer, 1979).

(2) Serapan

Berbeda dengan hamburan, serapan oleh atmosfer

merupakan gangguan yang lebih parah terhadap tenaga

elektromagnetik. Serapan merupakan kendala utama bagi

spektrum inframerah. Penyebabnya ialah uap air, karbon

dioksida, dan ozon. Jendela atmosfer pada spektrum

inframerah merupakan bagian yang serapannya minimal

(Lillesand dan Kiefer, 1979).

Atmosfer semakin menipis pada ketinggian yang semakin

besar. Hingga ketinggian 10.640 m terdapat 50% atmosfer

bumi, hingga ketinggian 5.230 m terdapat 75%, dan hingga

ketinggian 40,2 km terdapat 99% atmosfer bumi (Estes, 1974).

Meskipun atmosfer semakin menipis pada tempat yang

semakin tinggi, kendala atmosfer semakin besar bila

ketinggian semakin besar, karena kendala itu merupakan

fungsi jarak. Pada penginderaan jauh yang menggunakan

satelit sebagai wahananya, ketinggian orbitnya harus berada di

luar pengaruh atmosfer yaitu di atas 150 km dari permukaan


bumi, tetapi masih dalam pengaruh gravitasi (Colvocoresses,

1975).

Atmosfer terdiri atas beberapa lapis. Troposfer merupakan

lapisan terbawah hingga ketinggian 10 km di atas kutub dan

16 km di atas ekuator. Suhu pada troposfer turun sekitar 6º-7º

C bila kita naik 1 km. stratosfer merupakan lapisan di atasnya

hingga ketinggian 50 km. suhu pada lapisan ini naik pada

ketinggian yang semakin besar. Hal ini disebabkan karena

adanya serapan sinar ultraviolet oleh gas ozon. Konsentrasi

gas ozon memang terbesar di stratosfer. Lapisan di atas

statosfer adalah mesosfer yang ketinggiannya hingga 85 km.

Pada lapisan ini suhu turun bila ketinggiannya bertambah.

Penurunan suhunya bahkan lebih tajam bila dibandingkan

dengan penurunannya pada troposfer. Meskipun demikian,

karena mesosfer tempatnya lebih dekat dengan lingkungan

panas, suhu pada lapisan mesosfer ini sangat labil. Lapisan di

atas mesosfer disebut termosfer. Pada lapisan ini suhu naik

dengan bertambahnya ketinggian tempat. Suhu pada lapisan

ini dapat mencapai 1.500ºK atau 1.227ºC. Pada ketinggian di

bawah 100 km terjadi perubahan suhu yang kecil, akan tetapi

pada ketinggian di atas 120 km dapat terjadi perubahan suhu

dengan bandingan 3 : 1 (Flock, 1979; Wolf dan Mercanti,

1974). Wahana yang berupa satelit pada umumnya beroperasi

di atas ketinggian ini, yakni sekitar 200 km hingga 36.000 km

di atas permukaan bumi (Colvocoresses, 1975). Oleh karena

itu satelit dibuat dari bahan yang tahan panas tinggi. Pesawat

ulang alik Columbia dibuat dari cobalt yang sangat langka

terdapatnya dan mahal harganya. Terdapatnya antara lain di

dasar laut yang terletak di bawah pengawasan The

International Sea Bed Authority, biasanya bersama Mn, Ni,

dan Cu.


2.1.3. Sistem Penginderaan Jauh

a. Sistem Tenaga

Untuk memperoleh data objek permukaan diperlukan tenaga. Salah

satu tenaga yang digunakan untuk memperoleh data yang digunakan

penginderaan jauh adalah tenaga matahari. Tenaga matahari yang

memancar ke segala penjuru termasuk ke permukaan bumi memancar

dalam bentuk tenaga elektromagnetik yang membentuk berbagai

panjang gelombang. Radiasi matahari tersebut memancar ke

permukaan bumi terhambat oleh atmosfer, sehingga bagian radiasi

sebagai tenaga tersebut dipantulkan kembali, diserap, dihamburkan,

dan diteruskan. Oleh karena itu tenaga yang berasal dari matahari yang

sampai ke permukaan bumi hanya sebagian kecil dan atmosfer

berfungsi sebagai filter dan penghambat masuknya radiasi sinar

matahari.

Penginderaan jauh dalam perekamannya tidak hanya menggunakan

radiasi matahari sebagai sumber utama, karena jika malam hari di

suatu tempat, maka tidak ada sumber tenaga. Untuk menanggulangi

tenaga pada malam hari dibuat sumber tenaga buatan yang disebut

dengan tenaga pulsa. Karena itu dalam sistem penginderaan jauh

digunakan 2 sumber tenaga yaitu sumber tenaga alam (matahari) dan

sumber tenaga buatan.

Gambar 2.8. Proses Perekaman dari Sumber Tenaga Matahari


Penginderaan jauh yang menggunakan tenaga buatan dalam

perekamannya disebut dengan sistem aktif, hal ini didasarkan bahwa

perekaman objek pada malam hari memerlukan tenaga. Proses

perekaman objek tersebut melalui pantulan tenaga buatan yang disebut

dengan tenaga pulsa yang dipancarkan alat yang berkecepatan tinggi

dipantulkan objek, karena pada saat pesawat bergerak tenaga pulsa

yang dipantulkan oleh objek direkam. Karena tenaga pulsa memantul,

maka pantulan yang tegak lurus memantulkan tenaga yang tinggi,

sehingga jika pancaran tenaga 100% maka pantulan tenaga 100% akan

membentuk rona yang gelap, sedangkan tenaga pantulan pulsa radar

yang rendah, rona yang berbentuk akan cerah. Proses perekaman objek

dengan cara merekam tenaga pantulan dengan pantulan pulsa radar

tersebut, maka perekaman objek dilakukan kea rah samping. Sensor

yang tegak lurus dengan objek membentuk rona yang gelap yang

disebut near range, akibatnya sulit untuk diinterpretasi, sedangkan

yang membentuk sudut jauh dari pusat perekaman disebut far range

mudah diinterpretasi karena pancaran tenaga pulsa 100% memantulkan

tenaga pulsa radar kurang dari 100%. Perekaman yang miring

merupakan fungsi dari sudut-sudut secara geometric. Unsure-unsur

geometric SLAR ditunjukan pada gambar 2.9.

Gambar 2.9. Unsur-Unsur Pokok dari Geometrik SLAR (Trevett, 1986)


Radiasi matahari yang terpencar ke segala arah terutama ke bumi

terurai menjadi berbagai panjang gelombang, mulai dari panjang

gelombang dengan unit terkecil (pikometer) dikenal dengan geombang

pendek sampai panjang gelombang dengan unit terbesar (kilometer)

yang dikenal dengan gelombang panjang. Untuk lebih jelasnya ukuran

satuan panjang gelombang ditunjukan pada tabel :

Tabel 2.4. Ukuran Panjang Gelombang yang Dipancarka

(Sabins, 1978; Lintz dan Simonett, 1976)

Matahari memancarkan tenaganya ke segala arah dengan panjang

gelombang yang berbeda, kecepatan yang tetap, dan tenaga yang

digunakan untuk penginderaan jauh adalah tenaga elektromagnetik.

b. Atmosfer

Atmosfer membatasi bagian spektrum elektromagnetik yang dapat

digunakan dalam penginderaan jauh. Pengaruh atmosfer merupakan

fungsi panjang gelombang. Pengaruhnya bersifat selektif terhadap

panjang gelombang. Karena pengaruh yang selektif inilah maka timbul

istilah jendela atmosfer, yaitu bagian spektrum elektromagnetik yang

dapat mencapai bumi. Dalam jendela atmosfer, ada hambatan

atmosfer, yaitu kendala yang disebabkan oleh hamburan dan serapan

yang terjadi pada spektrum inframerah termal.

Atmosfer terdiri atas beberapa lapis. Troposfer merupakan lapisan

terbawah hingga ketinggian 10 km di atas kutub dan 16 km di atas

ekuator. Suhu pada troposfer turun sekitar 6º-7º C bila kita naik 1 km.


stratosfer merupakan lapisan di atasnya hingga ketinggian 50 km. suhu

pada lapisan ini naik pada ketinggian yang semakin besar. Hal ini

disebabkan karena adanya serapan sinar ultraviolet oleh gas ozon.

Konsentrasi gas ozon memang terbesar di stratosfer. Lapisan di atas

statosfer adalah mesosfer yang ketinggiannya hingga 85 km. Pada

lapisan ini suhu turun bila ketinggiannya bertambah. Penurunan

suhunya bahkan lebih tajam bila dibandingkan dengan penurunannya

pada troposfer. Meskipun demikian, karena mesosfer tempatnya lebih

dekat dengan lingkungan panas, suhu pada lapisan mesosfer ini sangat

labil. Lapisan di atas mesosfer disebut termosfer. Pada lapisan ini suhu

naik dengan bertambahnya ketinggian tempat. Suhu pada lapisan ini

dapat mencapai 1.500ºK atau 1.227ºC. Pada ketinggian di bawah 100

km terjadi perubahan suhu yang kecil, akan tetapi pada ketinggian di

atas 120 km dapat terjadi perubahan suhu dengan bandingan 3 : 1

(Flock, 1979; Wolf dan Mercanti, 1974). Wahana yang berupa satelit

pada umumnya beroperasi di atas ketinggian ini, yakni sekitar 200 km

hingga 36.000 km di atas permukaan bumi (Colvocoresses, 1975).

Oleh karena itu satelit dibuat dari bahan yang tahan panas tinggi.

Pesawat ulang alik Columbia dibuat dari cobalt yang sangat langka

terdapatnya dan mahal harganya. Terdapatnya antara lain di dasar laut

yang terletak di bawah pengawasan The International Sea Bed

Authority, biasanya bersama Mn, Ni, dan Cu.

c. Interaksi Antara Tenaga dan Objek

Tiap objek mempunyai karakteristik tertentu dalam memantulkan

atau memancarkan tenaga ke sensor. Pengenalan objek pada dasarnya

dilakukan dengan menyidik (tracing) karakteristik spektral objek yang

tergambar pada citra. Objek yang banyak memantulkan/memancarkan

tenaga akan tampak cerah pada citra sedang objek yang

pantulannya/pancarannya sedikit tampak gelap. Meskipun demikian,

pada kenyataannya tidak sesederhana ini. Ada objek yang berlainan

tetapi mempunyai karakteristik spektral sama atau serupa sehingga


menyulitkan pembedaannya dan pengenalannya pada citra. Hal ini

dapat diatasi dengan menyidik karakteristik lain selain karakteristik

spektral, seperti misalnya bentuk, ukuran, dan pola.

d. Sensor

Tenaga yang dating dari objek di permukaan bumi diterima dan

direkam oleh sensor. Tiap sensor mempunyai kepekaan tersendiri

terhadap bagian spektrum elektromagnetik. Di samping itu juga

kepekaannya berbeda dalam merekam objek terkecil yang masih dapat

dikenali dan dibedakan terhadap objek lain atau terhadap lingkungan

sekitarnya. Kemampuan sensor untuk menyajikan gambaran objek

terkecil ini disebut resolusi spasial. Resolusi spasial ini merupakan

petunjuk bagi kualitas sensor. Semakin kecil objek yang dapat direkam

olehnya, semakin baik kualitas sensornya.

Berdasarkan atas proses perekamannya, sensor dibedakan menjadi

sensor fotografik dan sensor elektronik. Pada sensor fotografik, proses

perekamannya berlangsung dengan cara kimiawi. Tenaga

elektromagnetik diterima dan direkam pada lapisan emulsi film yang

bila diproses akan menghasilkan foto. Kalau pemotretannya dilakukan

dari pesawat udara atau wahana lainnya, fotonya disebut foto udara.

Bila pemotretannya dilakukan dari antariksa, fotonya disebut foto

satelit atau foto orbital. Jadi, dalam proses ini film berfungsi sebagai

penerima tenaga dan sekaligus sebagai alat perekamannya.

Berbeda dengan sensor fotografik, sensor elektromagnetik

menggunakan tenaga elektrik dalam bentuk sinyal elektrik. Alat

penerima dan perekamannya berupa pita magnetik ini kemudian dapat

diproses menjadi data visual maupun menjadi data digital yang siap

dikomputerkan. Pemrosesannya menjadi citra dapat dilakukan

dengandua cara, yakni dengan memotret data yang direkam oleh pita

magnetic yang telah diwujudkan secara visual pada sejenis layar

televise, atau dengan menggunakan film perekam khusus. Hasil

akhirnya memang berupa foto dengan film sebagai alat perekamnya,


akan tetapi film di sini hanya berfungsi sebagai alat perekam saja,

bukan sebagai alat penerima tenaga secara langsung yang sekaligus

sekaligus alat perekam. Oleh karena itu hasil akhirnya tidak disebut

foto udara, melainkan disebut citra penginderaan jauh yang untuk

mudahnya disebut dengan citra. Citra meliputi sema gambaran visual

planimetrik yang diperoleh dengan jalan penginderaan jauh. Jadi foto

udara termasuk citra, akan tetapi tidak semua citra berupa foto udara.

Kepekaan sensor tidak sama. Sensor fotografik hanya peka

terhadap spektrum tampak (0,4µm-0,7µm) dan perluasannya, yaitu

spektrum ultraviolet dekat (0,3µm-0,4µm), dan spektrum inframerah

dekat (0,7µm-0,9µm). sensor elektronik lebih besar kepekaannya,

yakni meliputi spektrum tampak dan perluasannya, yaitu spektrum

inframerah termal dan spektrum gelombang mikro. Jenis sensor dan

kepekaannya disajikan pada tabel 2.5.

Tabel 2.5. Jenis Sensor dan Sifatnya


e. Perolehan Data

Perolehan data dapat dilakukan dengan cara manual yakni dengan

interpretasi secara visual, dan dapat pula dilakukan dengan cara

numerik atau cara digital yaitu dengan menggunkan komputer. Foto

udara pada umumnya diinterpretasi secara manual, sedang data hasil

penginderaan secara elektronik dapat diinterpretasi secara manual

maupun secara numerik.

f. Pengguna Data

Keberhasilan aplikasi penginderaan jauh terletak pada dapat

diterima atau tidaknya hasil penginderaan jauh itu oleh para pengguna

data. Jadi, pengguna data merupakan komponen yang penting dalam

sistem penginderaan jauh. Kerincian, keandalan, dan kesesuaiannya

terhadap kebutuhan pengguna sangat menentukan diterima atau tidak

diterimanya data penginderaan jauh oleh penggunanya. Dalam hal ini

data hasil interpretasi foto udara telah hampir seabad dimanfaatkan

oleh pengguna data dalam rangka pengelolaan sumber daya dan

lingkungan, sedang penginderaan jauh lainnya masih relatif baru.

Meskipun pada saat ini sering dikatakan bahwa penginderaan jauh

yang baru ini masih dalam taraf eksperimental atau semi-operasional,

prospeknya untuk masa mendatang baik sekali.

g. Beberapa Macam Sistem Penginderaan Jauh

Penginderaan jauh sering dibedakan atas beberapa dasar. Lillesand

dan Kiefer (1979) membedakannya berdasarkan cara pengumpulan

data dan cara analisisnya seperti pada gambar 2.10.


Gambar 2.10. Penginderaan Sumberdaya Bumi Tenaga Elektromagnetik

(Lillesand dan Kiefer, 1979)

Berdasarkan cara pengumpulan datanya, sistem penginderaan jauh

dapat dibedakan atas tenaga dan wahana yang digunakan dalam

penginderaan. Berdasarkan tenaga yang digunakan, sistem tersebut

dibedakan atas yang menggunakan tenaga pantulan dan yang

menggunakan tenaga pancaran, sedang berdasarkan wahananya maka

sistem penginderaan jauh dibedakan atas sistem penginderaan dari

dirgantara (airborne system) dan dari antariksa (spaceborne system).

Berdasarkan atas analisis datanya maka penginderaan jauh dibedakan

atas cara interpretasinya, yaitu interpretasi secara visual dan

interpretasi secara numerik. Interpretasi secara visual dilakukan

dengan menggunakan hasil penginderaan yang berupa data pictorial

atau citra, sedang interpretasi secara numerik dilakukan dengan

menggunakan hasil penginderaan yang berupa data digital yang

direkam pada pita magnetik. Hasil interpretasi atau informasi yang

berasal dari kedua cara tersebut dapat diwujudkan dalam bentuk tabel,

peta, dan deskripsi. Ketiga hasil ini merupakan informasi yang siap

dipakai oleh para penggunanya.


Dalam pembicaraan tentang sensor telah diutarakan adanya sensor

fotografik dan sensor elektronik. Sehubungan dengan hal ini maka

Lillesand dan Kiefer (1979) juga membedakan sistem penginderaan

jauh atas sistem fotografik dan sistem elektronik. Keuntungan sistem

fotografik ada empat, yaitu caranya sederhana, tidak mahal, resolusi

spasialnya baik sekali, dan integritas geometriknya baik. Resolusi

spasial yang baik ini disebabkan karena tinggi terbang pesawat udara

lebih rendah bila disbanding dengan tinggi orbit satelit sehingga skala

foto udara pda umumnya lebih besar dari skala citra satelit. Untuk

citra, pada umumnya resolusi spasial lebih baik bila skalanya makin

besar. Disamping itu juga disebabkan oleh tenaga kuantum yang lebih

besar pada spektrum tampak, sesuai dengan hukum Plank. Integritas

geometriknya baik, yakni data geometrik yang dapat disadap dari foto

udara bersifat lengkap, seperti misalnya jarak, arah, luas, beda tinggi,

dan lereng yang masing-masing saling berkaitan. Lebih dari itu,

interpretasi secara visual ini mempunyai kelemahan karena untuk

keperluan interpretasi diperlukan latihan intensif dan banyak tenaga

penafsir citra, sedang kemampuan manusia dalam membedakan

karakteristik spektral objek sangat terbatas.

Sistem elektronik mempunyai kelebihan dalam hal penggunaan

spektrum elektromagnetik yang lebih luas, kemampuan yang lebih

besar dan lebih pasti dalam membedakan karakteristik spektral objek,

dan proses analisis yang lebih cepat karena digunakannya komputer.

Kejelasan dalam membedakan karakteristik spektral objek sangat

penting artinya dalam penginderaan jauh karena pengenalan objek

pada dasarnya dilakukan dengan mengenali dan membedakan

karakteristik spektral objek yang bersangkutan. Berbeda dengan

interpretasi secara visual yang keterbatasannya terletak pada

kekurangmampuan dalam membedakan pola spektral, keterbatasan

interpretasi dengan komputer terletak pada kekurangmampuan untuk

mengevaluasi pola spasial. Oleh karena itu kedua cara ini sebaiknya


digunakan dengan saling mengisi. Cara mana yang seharusnya dipilih,

atau mungkin cara paduannya, kesemuanya harus disesuaikan terhadap

tujuan aplikasi penginderaan jauhnya.

Cracknell (1981) membedakan teknik penginderaan jauh menjadi

tiga sistem yaitu (1) sistem pasif yang menggunakan tenaga pancaran

objek, (2) sistem pasif yang menggunakan tenaga sinar matahari, dan

(3) sistem aktif yang berupa radar, laser, lidar, dan sebagainya.

Pantulan dan hamburan diperlukan dalam memahami penginderaan

jauh sistem pasif yang menggunakan pantulan sinar matahari. Dalam

penginderaan jauh sistem aktif, tenaganya berupa tenaga buatan.

Tenaga yang dipancarkan dari sensor mengenai objek di permukaan

bumi, dipantulkan kembali ke sensor untuk kemudian direkam dan

diproses. Sistem aktif ini pada umumnya menggunakan gelombang

mikro. Prinsip ini juga dapat diterapkan dengan menggunakan

spektrum tampak, tetapi untuk sumber tenaga buatannya harus

digunakan laser atau lidar. Lidar merupakan singkatan dari Light

Detecting and Ranging yang berarti mendeteksi dan menentukan jarak

objek dengan menggunakan spektrum radio atau tepatnya spektrum

gelombang mikro. Jadi prinsipnya sama, hanya spektrum

elektromagnetik yang digunakan saja yang berbeda. Penggunaan lidar

antara lain untuk penginderaan cuaca (Wilkes, 1975).

Penginderaan jauh sistem pasif yang menggunakan pantulan sinar

matahari hanya dapat beroperasi pada siang hari pada cuaca cerah.

Penginderaan jauh sistem pasif yang menggunakan tenaga pancaran

objek atau tenaga termal dapat beroperasi pada siang maupun malam

hari, pada cuaca cerah, pada umumnya dipilih saat dimana beda antara

tiap objek cukup besar sehingga memudahkan pengenalannya pada

citra. Penginderaan jauh sistem aktif dapat beroperasi pada cuaca

berawan atau bahkan dalam keadaan hujan. Kelemahannya terletak

pada resolusi spasial yang semakin kasar apabila digunakan panjang

gelombang yang semakin besar.


2.1.4. Citra

a. Pengertian dan Jenis-Jenis Citra

Berikut ini merupakan pengertian dari citra :

Citra merupakan gambaran yang terekam oleh kamera atau

sensor lainnya (Hornby).

Citra adalah gambaran objek yang dibuahkan oleh pantulan atau

pembiasan sinar yang difokuskan dari sebuah lensa atau cermin

(Simonett, 1983).

Jenis-jenis citra antara lain adalah :

1. Citra foto

Citra foto gambaran yang dihasilkan dengan menggunakan

sensor kamera. Citra foto dapat dibedakan atas beberapa dasar,

yaitu berdasarkan atas spektrum elektromagnetik yang digunakan,

sumbu kamera, sudut liputan kamera, jenis kamera, warna yang

digunakan, dan sistem wahana dan penginderaannya.

Berdasarkan spektrum elektromagnetik yang digunakan, citra

foto dapat dibedakan menjadi :

Foto ultraviolet, yaitu foto yang dibuat dengan menggunakan

spektrum ultraviolet. Spektrum ultraviolet yang dapat

digunakan untuk pemotretan hingga saat ini ialah spektrum

ultraviolet dekat hingga panjang gelombang 0,29µm.

Foto ortokromatik, yaitu foto yang dibuat dengan

menggunakan spektrum tampak dari saluran biru hingga

sebagian hijau (0,4µm-0,56µm).

Foto pankromatik, yaitu foto yang dibuat dengan

menggunakan seluruh spektrum tampak.

Foto inframerah asli (true infrared photo), yaitu foto yang

dibuat dengan menggunakan spektrum inframerah dekat

hingga panjang gelombang 0,9µm dan hingga 1,2µm bagi

film inframerah dekat yang dibuat secara khusus.


Foto inframerah modifikasi, yaitu foto yang dibuat dengan

spektrum inframerah dekat dan sebagian spektrum tampak

pada saluran merah dan sebagian saluran hijau.

Hingga sekarang, foto pankromatik masih merupakan foto yang

paling banyak digunakan di dalam penginderaan jauh sistem

fotografik. Citra ini telah dikembangkan paling lama, harganya

lebih murah bila dibandingkan dengan foto yang lain, dan lebih

banyak orang yang telah terbiasa dengan foto jenis ini.

Berdasarkan sumbu kamera, foto udara dibedakan menjadi :

Foto vertikal, yakni foto yang dibuat dengan sumbu kamera

tegak lurus terhadap permukaan bumi.

Foto condong, yakni foto yang dibuat dengan sumbu kamera

menyudut terhadap garis tegak lurus ke permukaan bumi.

Sudut ini umumnya sebesar 10º atau lebih besar. Apabila

sudut condongnya berkisar antara 1º-4º, foto yang

dihasilkannya masih dapat digolongkan sebagai foto vertikal.

Foto condong dibedakan lagi menjadi (a) foto sangat

condong (high oblique photograph), yakni bila pada foto

tampak cakrawalanya, dan (b) foto agak condong (low

oblique photograph), yakni bila cakrawala tidak tergambar

dalam foto.

Berdasarkan sudut liputan kamera (angular coverage), foto

dibedakan menjadi empat jenis yaitu seperti pada gambar berikut :

Gambar 2.11. BENTUK LIPUTAN FOTO UDARA

A = foto vertikal, B = foto agak condong, C = foto sangat condong.


Berdasarkan kamera yang digunakan dalam penginderaan, citra

foto dapat dibedakan menjadi :

Foto tunggal, yaitu foto yang dibuat dengan kamera tunggal.

Tiap daerah liputan foto hanya tergambar oleh satu lembar

foto.

Foto jamak, yaitu beberapa foto yang dibuat pada saat yang

sama dan menggambarkan daerah liputan yang sama. Foto

jamak dapat dibuat dengan tiga cara, yaitu dengan

multikamera atau beberapa kamera yang masing-masing

diarahkan ke satu daerah sasaran, kamera multilensa atau satu

kamera dengan beberapa lensa, dan kamera tunggal berlensa

tunggal dengan pengurai warna.

Berdasarkan warna yang digunakan, foto udara dibedakan

menjadi :

Foto berwarna semu (false color) atau foto inframerah

berwarna. Pada foto berwarna semu, warna objek tidak sama

dengan warna foto. Objek seperti vegetasi yang berwarna

hijau dan banyak memantulkan spektrum inframerah, tampak

merah pada foto.

Foto warna asli (true color), yaitu foto pankromatik

berwarna.

Berdasarkan wahana yang digunakan, foto udara dibedakan

menjadi :

Foto udara, yakni foto yang dibuat dari pesawat udara atau

dari balon, helicopter, dll.

Foto satelit atau foto orbital, yakni foto yang dibuat dari

satelit.

2. Citra Nonfoto

Citra nonfoto dibedakan berdasarkan spektrum elektromagnetik

yang digunakan, sensor yang digunakan, dan wahana yang

digunakan.


Berdasarkan spektrum elektromagnetik yang digunakan dalam

penginderaan, citra nonfoto dibedakan menjadi :

Citra inframerah termal, yaitu citra yang dibuat dengan

spektrum inframerah termal. Jendela atmosfer yang

digunakan adalah saluran dengan panjang gelombang 3,5µm-

5,5µm, 8µm-14µm, dan sekitar 18µm. Penginderaan pada

spektrum ini mendasarkan atas beda suhu objek dan daya

pancarnya yang pada citra tercermin dengan beda rona atau

beda warnanya.

Citra radar dan citra gelombang mikro, yaitu citra yang

dibuat dengan spektrum gelombang mikro. Citra radar

merupakan hasil penginderaan dengan sistem aktif yaitu

dengan sumber tenaga buatan, sedang citra gelombang mikro

dihasilkan dengan sistem pasif yaitu dengan menggunakan

sumber tenaga alamiah. Citra radar dibedakan lebih jauh atas

dasar saluran yang digunakan, yaitu pada tabel 2.6.

Tabel 2.6. Jenis Citra Radar Berdasarkan Salurannya (Lillesand dan Kiefer,

1979 : dengan perubahan)

Meskipun citra nonfoto juga ada yang menggunakan spektrum

tampak, citranya tidak disebut citra tampak. Citra tersebut lebih


sering disebut berdasarkan sensornya atau wahananya, seperti

misalnya citra RBV, citra MSS, dan citra lainnya.

Berdasarkan sensor yang digunakan, citra nonfoto dibedakan

menjadi :

Citra tunggal, yaitu citra yang dibuat dengan sensor tunggal.

Citra multispektral, yaitu citra yang dibuat dengan saluran

jamak. Berbeda dengan citra tunggal yang umumnya dibuat

dengan saluran lebar, citra multispektral pada umumnya

dibuat dengan saluran sempit.

Berdasarkan wahananya, citra foto dibedakan menjadi :

Citra dirgantara (airborne image), yaitu citra yang dibuat

dengan wahana yang beroperasi di udara atau dirgantara.

Citra satelit (satellite/spaceborne image), yaitu citra yang

dibuat dari antariksa atau angkasa luar.


Gambar 2.12. Wahana Penginderaan Jauh (Lindgren, 1985)

b. Teknik Interpretasi Citra

Faktor-faktor alam yang terbentuk menjadi suatu objek di

permukaan bumi pada kenyataannya mempunyai keterkaitan antara

satu faktor dengan faktor lainnya, dimana faktor-faktor tersebut saling

berinteraksi dan berinterdependensi. Oleh karena itu objek-objek yang

tidak nampak dapat dilakukan interpretasi. Dalam interpretasi citra,

maka teknik diklasifikasikan menjadi 2, yaitu :

Teknik langsung. Teknik ini dilakukan dengan cara

menginterpretasi citra maupun digitasi secara langsung

terhadap objek-objek yang Nampak, seperti vegetasi dan

penggunaan lahan, pola aliran sungai, jaringan jalan, dan

sebagainya.


Teknik tidak langsung. Teknik ini dilakukan dengan cara

menginterpretasi objek-objek yang tidak nampak pada citra,

karena tertutup oleh vegetasi dan penggunaan lahan, tetapi

objek tersebut dapat diinterpretasi dengan menggunakan

asosiasi suatu objek. Artinya, harus dicari keterkaitan objek

yang tidak nampak dengan yang nampak di citra.

c. Unsur Interpretasi Citra

Dalam analisis diperlukan langkah-langkah tertentu, sehingga

dapat memberikan suatu data dan informasi yang berguna. Analisis

citra diwujudkan dengan cara interpretasi, maka untuk interpretasi

diperlukan unsur-unsur interpretasi, sehingga gambar citra dapat

menjadi suatu data dan informasi. Unsur-unsur interpretasi citra

ditujukan pada gambar berikut :

Gambar 2.13. Susunan Hierarki Unsur Interpretasi Citra (Sutanto, 1986)

Rona/Warna. Rona/warna merupakan karakteristik spektral,

karena rona/warna termasuk akibat besar kecilnya tenaga

pantulan maupun pancaran. Unsur ini nampak pada citra

dengan tingkat cerah dan gelapnya suatu objek. Umumnya

rona/warna diklasifikasikan menjadi cerah, agak cerah, sedang,

agak kelabu, dan kelabu. Tingkatan rona/warna ini diukur

secara kualitatif.


Ukuran. Unsur ini menunjukkan ukuran dari suatu objek

kualitatif maupun kuantitatif. Ukuran kualitatif ditunjukkan

dengan besar, sedang, dan kecil. Sedangkan ukuran dapat

diukur secara kuantitatif yang ditunjukkan dengan ukuran

objek di lapangan, karena itu skala harus diperhitungkan

sebelum dilakukan interpretasi citra.

Bentuk. Unsur ini ditunjukkan denga bentuk dari objek, karena

setiap objek mempunyai bentuk. Sebagai contoh : jalan

berbentuk memanjang, lapangan bola berbentuk lonjong, dsb.

Tekstur. Tekstur suatu objek ditunjukkan dengan kehalusan

suatu rona, dimana perbedaan rona tidak terlalu mencolok.

Sebagai contoh : rona air kotor bertekstur halus, tetapi bila

objek bervariasi seperti objek hutan belukar, pantulan tenaga

dari pohon bervariasi ditunjukkan dengan tekstur kasar.

Pola. Pola merupakan unsur keteraturan dari suatu objek di

lapangan yang nampak pada citra. Objek buatan manusia

umumnya memiliki suatu pola tertentu yang diklasifikasikan

menjadi : teratur, kurang teratur, dan tidak teratur.

Tinggi. Unsur ini akan nampak bila objek mempunyai nilai

ketinggian. Untuk citra skala kecil tinggi objek tidak nampak.

Tinggi objek dapat diukur bila skalanya memungkinkan,

terutama citra foto yang menunjukkan bentuk 3 dimensi.

Bayangan. Objek yang mempunyai tinggi akan mempunyai

bayangan yang dapat digunakan untuk mengukur ketinggian

suatu objek. Bayangan ditunjukkan dengan ukuran yang

nampak pada citra. Dengan pengukuran panjang bayangan dan

mengetahui jam terbang dapat diketahui tinggi suatu objek.

Situs. Unsur ini merupakan cirri khusus yang dimiliki suatu

objek dan setiap objek mempunyai situs, seperti lapangan bola

mempunyai gawang.


Asosiasi. Unsur ini digunakan untuk menghubungkan suatu

objek dengan objek lain, karena kenyataan suatu objek akan

berasosiasi dengan objek lain dan berkaitan seperti sawah

berasosiasi dengan aliran air, permukiman, dsb.

Pantulan dari suatu tenaga dan sebagai unsur primer. Artinya,

sebelum unsur yang lain, unsur ini nampak terlebih dulu dan rona atau

warna dalam interpretasi digunakan lebih dulu sebelum unsur lainnya.

Rona/warna merupakan akibat interaksi antara tenaga dan objek dan

rona/warna menunjukkan gambaran spektrum yang digunakan, karena

itu rona/warna disebut unsur spektral.

Unsur-unsur interpretasi seperti rona/warna merupakan unsur

primer. Rona/warna merupakan unsur spektral karena menunjukkan

tingkat kecerahan objek, sebab jika objek belum dapat diperkirakan,

maka unsur selanjutnya digunakan unsur sekunder. Unsur ini

merupakan unsur spasial, tetapi dalam interpretasi sebelum

menggunakan unsur tersier lebih dulu digunakan unsur sekunder,

sedangkan situs dan asosiasi merupakan unsur spasial yang digunakan

jika objek yang nampak belum dapat diperkirakan. Oleh karena itu

unsur ini unsur yang mempunyai tingkat kerumitan tinggi, karena

menyangkut interelasi dan interdependensi objek.

Dalam interpretasi citra tidak harus semua unsur digunakan,

meskipun hanya beberapa unsur yang digunakan, tetapi objek dapat

diperkirakan maka unsur lain diabaikan. Sebaliknya, jika objek belum

diketahui dengan semua unsur tersebut, seharusnya objek tersebut

dilakukan cheking lapangan.

2.2. Citra Landsat

Landsat merupakan satelit sumber daya bumi yang dikembangkan oleh

NASA dan Departemen Dalam Negeri Amerika Serikat. Landsat I, II, dan

III termasuk ke dalam satelit sumber daya bumi pertama yang merupakan

hasil modifikasi dari Nimbus, itupun masih merupakan eksperimen. Satelit


Landsat generasi pertama ini berukuran 1,5 x 3 meter, dengan berat 959 kg

(Paine, 1981) dan mengorbit bumi pada ketinggian 917 km dari permukaan

bumi. Arah orbit (perputaran mengelilingi bumi dari utara ke selatan. Orbit

satelit Landsat tidak tepat melewati kutub tapi membentuk sudut 9º dari

kutub utara ke arah timur dan 9º dari kutub selatan ke arah barat. Orbit yang

diukur dari ekuator pada 9º dari garis ekuator sebelah timur. Orbit satelit

Landsat ditunjukkan pada gambar 2.14.

Gambar 2.14. Kedudukan Relatif Satelit Generasi Pertama dan Orbitnya (Tatanik, 1985 ;

Sutanto, 1986)

Sensor yang digunakan adalah Returm Beam Vidicon (RBV) yaitu sistem

kamera yang menyimpan pola sinar pada foto konduktor dan sensor multi

spektral yaitu penyiam yang menggunakan beberapa spektral. Kamera RBV

mempunyai resolusi 80 meter dan meningkat lagi menjadi 30 meter dengan

sekali perekaman meliputi daerah seluas 98 km x 98 km.

Sutanto (1986), menyatakan bahwa sensor penyiam multi spektral

menggunakan 4 saluran, yaitu :

a. Saluran 4 : 0,5 µm – 0,6 µm (hijau)

b. Saluran 5 : 0,6 µm – 0,7 µm (merah)

c. Saluran 6 : 0,7 µm – 0,8 µm (inframerah)

d. Saluran 7 : 0,8 µm – 1,1 µm (inframerah)

Sensor ini mempunyai resolusi medan 79 m x 79 m, dapat mengubah nilai

pantulan pada tiap pixel, kecepatan perubahannya tidak sama dengan

kecepatan penyiamannya. Sebagai akibatnya, pixel yang terbentuk bukan

berbentuk bujur sangkar tetapi berbentuk persegi panjang dengan sisi 56 m x

79 m (Curran, 1985). Objek yang diliputi dengan batas objek yang direkam


membentuk sudut 11,5º, sedangkan satu kali perekaman meliputi daerah

seluas 185 km x 185 km. ukuran pixel pada Landsat ditunjukkan pada

gambar 2.15.

Gambar 2.15. Ukuran Pixel pada Landsat Multispektral Scanner

(Curran, 1985; Short, 1982; Sutanto, 1986)

Kelanjutan dari satelit Landsat generasi pertama adalah Landsat generasi

kedua, yaitu Landsat IV dan V. Satelit ini merupakan satelit semi

operasional, karena bukan eksperimen. Perbedaan dengan satelit sebelumnya

terletak pada resolusi spasial 30 meter, sedangkan sensor diganti dari RBV

menjadi sensor Thematic Mapper (TM), sehingga ketelitian radiometric

bertambah tinggi.

Kelebihan sensor TM adalah menggunakan tujuh saluran. Enam saluran

terutama dititikberatkan untuk studi vegetasi dan satu saluran untuk studi

geologi. Terakhir kalinya akhir era 2000-an NASA menambahkan

penajaman sensor band pankromatik yang ditingkatkan resolusi spasialnya

menjadi 15 m x 15 m sehingga dengan kombinasi didapatkan citra komposit

dengan resolusi 15 m x 15 m.

Perbaikan pada resolusi spektral melalui perubahan radiometric dengan

cara memperbesar penilaian nilai spektral dari 0 – 63 menjadi 0 – 255

(Lindgren, 1985). Satelit ini dilengkapi dengan sensor MSS dan produknya

berupa data visual (citra) dan data digit (numerik) yang disimpan pada CCT.

Satelit Landsat generasi terbaru memiliki karakteristik seperti berikut :


• Resolusi spasial menengah, band 1, 2,3,4,5,7 adalah 30 meter per pixel.

Band 6 (thermal) adalah 60 meter.

• Resolusi temporalnya, 16 hari

• Untuk mengidentifikasi objek diperlukan pengetahuan tentang pantulan

objek yang ada di permukaan bumi.

• Ketinggiannya 705 km

• Satelit mengorbit sebanyak 14 kali sehari

• Orbitnya sun synchronous (polar)

Adapun karakteristik sensor Landsat ditunjukkan pada tabel 2.7.

Band Panjang

Gelombang

Keterangan

1 0,45-0,52 m

(Biru)

Dapat menembus air dengan baik, memberikan analisis

karakteristik tanah dan air. Baik untuk memetakan atau

memantau daerah pesisir

2 0,52-0,64 m

(Hijau)

Dapat digunakan untuk membedakan tanaman sehat dan

tanaman sakit

3 0,63-0,69 m

(merah)

Dapat membedakan vegetasi dan bukan vegetasi

4 0,76-0,9 m

(IM dekat)

Membedakan tanah dengan vegetasi, tanah dengan air,

menggambarkan badan air, membantu mengidentifikasi

tanaman pertanian.

5 1,55-1,75m

(IM tengah)

Untuk menentukan jenis tanaman, kandungan air pada

tanaman, kelembapan tanah.

6 10,4-12,50 Formasi batuan serta pemetaan hidrothermal


m

(IM Thermal)

7 2,08-2,35 m

(IM jauh)

Mengidentifikasi tipe-tipe vegetasi, kelembapan tanah,

mengidentifikasi batuan

2.3. Kajian Penggunaan Lahan

2.3.1. Pengertian Lahan

Ada beberapa pendapat mengenai definisi dari lahan, diantaranya

adalah :

1) Istilah lahan digunakan berkenaan dengan permukaan bumi

beserta segenap karakteristik-karakteristik yang ada padanya dan

penting bagi perikehidupan manusia (Christian dan Stewart,

1968).

2) Lahan atau land dapat didefinisikan sebagai suatu wilayah di

permukaan bumi, mencakup semua komponen biosfer yang dapat

dianggap tetap atau bersifat siklis yang berada di atas dan di

bawah wilayah tersebut, termasuk atmosfer, tanah, batuan induk,

relief, hidrologi, tumbuhan dan hewan, serta segala akibat yang

ditimbulkan oleh aktivitas manusia di masa lalu dan sekarang;

yang kesemuanya itu berpengaruh terhadap penggunaan lahan

oleh manusia pada saat sekarang dan di masa mendatang

(Brinkman dan Smyth, 1973; dan FAO, 1976).

3) Lahan menurut adalah suatu daerah permukaan bumi yang ciri-

cirinya (chracteristics) mencakup semua pengenal (atributes)

yang bersifat cukup mantap atau yang dapat diduga bersifat

mendaur dari biosfer, atmosfer, tanah, geologi, hidrologi,

populasi tumbuhan dan hewan, serta hasil kegiatan manusia pada

masa lampau dan masa kini, sepanjang pengenal-pengenal tadi

berpengaruh murad (significant) atas penggunaan lahan pada

waktu sekarang dan pada waktu mendatang (FAO, 1977).

2.3.2. Klasifikasi Lahan


Lahan dapat dikelompokkan menjadi beberapa kelas, diantaranya

sebagai berikut:

1) Kelas I, merupakan lahan untuk segala jenis penggunaan tanpa

memerlukan tindakan pengawetan tanah yang spesifik. Lahan ini

dicirikan dengan lereng yang datar, bahaya erosi yang sangat

kecil, solum tanah dalam, drainase baik, mudah untuk diolah,

dapat menahan air dengan baik, responsif terhadap pemupukkan,

tidak terancam banjir, iklim mikro yang sesuai dengan

pertumbuhan tanaman.

2) Kelas II, merupakan lahan yang sesuai untuk segala jenis

penggunaan pertanian dengan sedikit hambatan dan ancaman

kerusakan. Ciri-ciri dari lahan kelas ini adalah lereng landai,

kepekaan erosi sedang, tekstur tanah halus, solum tanah agak

dalam, struktur tanah kurang baik, salinitas ringan sampai

sedang, kadang terjadi banjir, drainase sedang, iklim mikro agak

kurang untuk tanaman.

3) Kelas III, merupakan lahan yang dapat digunakan untuk berbagai

jenis usaha pertanian dengan hambatan dan ancaman yang lebih

besar dari pada lahan kelas II. Ciri-ciri lahan kelas ini adalah

lereng bergelombang atau miring, drainase buruk, solum tanah

sedang, permeabilitas tanah bagian bawah lambat, peka terhadap

erosi, kapasitas menahan air rendah, kesuburan tanah rendah,

sering terjadi banjir, lapisan cadas dangkal, salinitas sedang,

hambatan iklim agak besar.

4) Kelas IV, merupakan lahan yang memiliki faktor penghambat

lebih besar dibandingkan dengan lahan kelas III. Faktor

penghambat pada lahan kelas ini adalah lereng yang miring atau

berbukit (15%-30%), kepekaan erosi besar, solum tanah dangkal,

kapasitas menahan air rendah, drainase jelek, salinitas tinggi,

iklim kurang menguntungkan.bila lahan ini akan digunakan


untuk tanaman semusim, maka perlu dibuatkan teras-teras,

saluran drainase, crop rotation dengan penutup tanah.

5) Kelas V, merupakan lahan yang tidak sesuai untuk tanaman

semusim. Ciri-ciri lahan ini adalah lereng datar atau cekung,

sering tergenang dan banjir, berbatu-batu, pada sistem perakaran

tumbuhan sering ditemui catclay, berawa-rawa. Lahan ini

cocoknya untuk hutan produksi, hutan lindung, padang

penggembalaan, atau suaka alam.

6) Kelas VI, merupakan lahan yang tidak sesuai untuk pertanian.

Penggunaannya terbatas untuk padang penggembalaan, hutan

produksi, hutan lindung, atau cagar alam. Ciri-ciri lahan kelas ini

adalah lereng agak curam (30%-45%), ancaman erosi berat,

solum tanah sangat dangkal, berbatu-batu, iklim tidak sesuai.

Pengelolaan lahan ini dapat dapat diusahakan dengan cara

pembuatan teras bangku, strip cropping, penutupan tanah dengan

rumput perlu selalu diusahakan.

7) Kelas VII, merupakan lahan yang tidak sesuai untuk pertanian.

Jika ingin dipaksakan harus digunakan teras bangku yang

ditunjang dengan cara-cara vegetatif untuk konservasi. Ciri-ciri

lahan kelas ini adalah lereng curam (45%-65%), tererosi berat,

solum tanah sangat dangkal, dan berbatu-batu.

8) Kelas VIII, merupakan lahan yang sangat tidak cocok untuk

pertanian. Lahan ini harus senantiasa didiamkan dalam keadaann

alami. Lahan kelas ini sangat berguna untuk hutan lindung, cagar

alam, atau tempat rekreasi. Ciri-ciri lahan kelas ini adalah lereng

yang sangat curam (>65%), berbatu-batu, kapasitas menahan air

sangat rendah, solum tanah sangat dangkal, sering terlihat adanya

singkapan batuan, kadang-kadang seperti padang pasir berbatu

(Jamulya dan Sunarto, 1991).

2.3.3. Tipe Penggunaan Lahan


Terdapat beberapa tipe penggunaan lahan yang ada di Indonesia,

diantaranya adalah:

1) Sawah, adalah lahan usaha tani yang secara fisik dicirikan oleh

permukaan tanahnya yang rata, dibatasi oleh pematang, dan dapat

ditanami padi, palawija, atau tanaman pangan lainnya. Ada

beberapa macam sawah, yaitu :

Sawah tadah hujan, adalah sawah yang sumber air

utamanya berasal dari curah hujan. Biasanya terletak di

daerah yang memiliki curah hujan tinggi.

Sawah irigasi, adalah sawah yang sumber air utamanya

berasal dari air irigasi. Sawah irigasi terbagi lagi menjadi

sawah irigasi teknis, sawah irigasi setengah teknis dan

sawah irigasi sederhana.

Sawah lainnya seperti sawah sistem surjan, sawah pasang

surut, sawah reklamasi rawa pasang surut, sawah lebak,

polder, dan lain-lain. Jenis-jenis sawah ini tidak umum dan

hanya terdapat di tempat-tempat tertentu.

2) Tegalan. Ada dua pemahaman mengenai tegalan, yaitu :

Tegalan (tanah darat ringan), adalah sebidang tanah yang

diusahakan/dimanfaatkan untuk pertanian lahan kering,

seperi padi gogo dan palawija.

Tegalan (tanah darat berat), adalah sebidang tanah yang

ditumbuhi oleh tumbuhan perdu atau nipah, termasuk

pohon-pohon.

3) Ladang, adalah lahan kering yang ditanami tanaman musiman

seperti padi ladang, palawija, dan tanaman holtikultura. Ladang

biasanya terletak jauh dari rumah.

4) Perkebunan, adalah lahan yang luas yang ditanami oleh satu

maupun beberapa jenis tanaman. Biasanya dicirikan dengan

adanya tanaman keras seperti kelapa, bambu, dll, juga tanaman

buah-buahan.


5) Permukiman, adalah lahan yang digunakan sebagai tempat

tinggal manusia. Ada beberapa macam pola permukiman

diantaranya memusat, memanjang, berpencar, radial,

berkelompok, dll

6) Semak/belukar, adalah pertumbuhan tahap pertama ke arah

pembentukan hutan kembali. Cirri-cirinya terdapat banyak

tumbuhan kayu-kayuan muda, bercampur dengan semak dan

rumput-rumput. Banyak dijumpai pada lahan bekas perladangan

atau tegalan.

7) Hutan, adalah satuan lahan yang ditumbuhi oleh berbagai macam

pepohonan. Dicirikan dengan vegetasinya yang rapat dan tanah

yang relatif subur.


penginderaan jauh (bab 2 laporan aplikasi citra landsat untuk kajian penggunaan lahan)

Documents